特開 2023-75827 多極型電磁ホルダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023075827

(43)【公開日】2023-05-31

(54)【発明の名称】多極型電磁ホルダ

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/06 20060101AFI20230524BHJP

【ＦＩ】

B25J15/06 S

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021188975

(22)【出願日】2021-11-19

(71)【出願人】

【識別番号】000189154

【氏名又は名称】カネテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋詰 浩

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS06

3C707AS08

3C707DS01

3C707FS07

3C707FT01

3C707MT04

(57)【要約】

【課題】複数の磁極に対する吸着対象物の吸着位置を一定位置にすることが可能な多極型電磁ホルダを提供すること。
【解決手段】少なくとも一対の電磁石ＥＭを有し、電磁石ＥＭにおける複数の磁極コア１０が下端部１１を露出させた状態でケース３０に収容されており、電磁石ＥＭへの通電により吸着対象物Ｗが複数の磁極コア１０に吸着される多極型電磁ホルダ１００であって、磁極コア１０において磁極が対となる磁極コア１０どうしの並び方向の中心側に磁気集中部１４が偏って形成されていることを特徴とする多極型電磁ホルダ１００である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一対の電磁石を有し、前記電磁石における複数の磁極コアが先端部を露出させた状態でケース内に収容されており、前記電磁石への通電により吸着対象物が前記複数の磁極コアに吸着される多極型電磁ホルダであって、
前記磁極コアにおいて磁極が対となる前記磁極コアどうしの並び方向の中心側に磁気集中部が偏って形成されていることを特徴とする多極型電磁ホルダ。

【請求項2】

前記磁気集中部は、前記磁極コアの前記先端部の一部を面取りすることによって形成されていることを特徴とする請求項１記載の多極型電磁ホルダ。

【請求項3】

前記磁極コアの先端には平坦面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の多極型電磁ホルダ。

【請求項4】

前記磁極コアには位置決め用の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１～３のうちのいずれか一項に記載の多極型電磁ホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は多極型電磁ホルダに関する。

【背景技術】

【0002】

磁性体により形成された部品に代表される吸着対象物を搬送する際には、吸着対象物を吸着するための吸着ホルダが必要になる。このような吸着ホルダとして特許文献１（特開２０２１－１２０１７４号公報）に開示されているような電磁ホルダの構成が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１２０１７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されている電磁ホルダは、２本の磁極コアを有する構成であって、磁極コアからの磁気漏れを防ぐことで、２本の磁極コアに吸着対象物を１つだけ吸着することが可能であるが、対となる２本の磁極コアに対する吸着対象物の吸着位置にばらつきが生じることがあるといった課題を有している。

【課題を解決するための手段】

【0005】

そこで本発明は上記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは次のとおりである。すなわち、複数の磁極コアに対して吸着対象物を対となる磁極コアの中心位置で吸着させることが可能な多極型電磁ホルダを提供することにある。

【0006】

上記課題を解決するため発明者が鋭意研究した結果、以下の構成に想到した。すなわち、本発明は、少なくとも一対の電磁石を有し、前記電磁石における複数の磁極コアが先端部を露出させた状態でケース内に収容されており、前記電磁石への通電により吸着対象物が前記複数の磁極コアに吸着される多極型電磁ホルダであって、前記磁極コアにおいて磁極が対となる前記磁極コアどうしの並び方向の中心側に磁気集中部が偏って形成されていることを特徴とする多極型電磁ホルダである。

【0007】

これにより、複数の磁極コアに対して吸着対象物を対となる磁極コアの中心位置で吸着させることが可能になる。

【0008】

また、前記磁気集中部は、前記磁極コアの前記先端部の一部を面取りすることによって形成されていることが好ましい。

【0009】

これにより、磁気集中部の形成を安価に行うことができる。

【0010】

また、前記磁極コアの先端には平坦面が形成されていることが好ましい。

【0011】

これにより吸着対象物と磁極との吸着面積が増加し、吸着対象物を安定した状態で搬送することができる。

【0012】

また、前記磁極コアには位置決め用の凹部が形成されていることが好ましい。

【0013】

これにより、ケースに対する複数の磁極の配設位置を位置決めすることができ、自動機によるケースへの磁極コアの組み立て作業を確実に行うことができる。

【発明の効果】

【0014】

本開示における多極型電磁ホルダの構成を採用することにより、複数の磁極コアに対して吸着対象物を対となる磁極の中心位置で吸着させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態における多極型電磁ホルダの正面図および右側面図である。

【図2】第１実施形態における多極型電磁ホルダの平面図および底面図である。

【図3】図２中のＩＩＩ―ＩＩＩ線における概略断面図である。

【図4】図２中のＩＶ－ＩＶ線における概略断面図である。

【図5】第１実施形態における多極型電磁ホルダで吸着対象物の吸着状態例を示す正面図および底面図である。

【図6】第２実施形態における多極型電磁ホルダの正面図および斜視図である。

【図7】第２実施形態における多極型電磁ホルダの平面図および底面図である。

【図8】図７中のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における概略断面図である。

【図9】第２実施形態における多極型電磁ホルダで吸着対象物の吸着状態例を示す正面図および底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら本発明に係る多極型電磁ホルダ１００について説明する。

【0017】

（第１実施形態）
本実施形態における多極型電磁ホルダ１００は、図１～図４に示すように２本の（複数の）磁極コア１０を有するいわゆる２極形式のものである。本実施形態における多極型電磁ホルダ１００は、磁性体からなる２本の磁極コア１０と、２本の磁極コア１０のそれぞれの外周面において巻線２２が周方向に巻回されてなるコイル２０と、磁極コア１０およびコイル２０を収容する有底の角筒状のケース３０と、を具備している。このようにしてケース３０には磁極コア１０およびコイル２０からなる一対の電磁石ＥＭが収容されることになり、コイル２０（電磁石ＥＭ）への通電により磁極コア１０に磁性体からなる吸着対象物Ｗを吸着させている。

【0018】

本実施形態における２本の磁極コア１０は、いずれも軟鉄製であるが、磁性体材料であればよく、磁極コア１０の材料は特に限定されるものではない。図１および図２に示すように２本の磁極コア１０は、先端部としての下端部１１の所要長さ範囲がケース３０の下面から突出した状態でケース３０に収容されている。ケース３０の下面から突出している磁極コア１０の下端部１１における正面側部分と背面側部分には、図示しない自動組立機で磁極コア１０をケース３０に組み立てする際の位置決め用の凹部１２が形成されている。自動組立機は、同じく図示しないマニピュレータによって凹部１２の部分で磁極コア１０を掴むことで、磁極コア１０を所定の向きにした状態でケース３０に収容することができる。本実施形態における磁極コア１０は、ケース３０の上側開口面からケース３０の内部に磁極コア１０を進入させるようにして収容されている。ケース３０の内底面には、磁極コア１０を挿通させるための挿通孔３２が穿設されており、挿通孔３２に磁極コア１０を挿通させている。

【0019】

なお、図３および図４に示すように、磁極コア１０の外周面には挿通孔３２の内径寸法よりも大径寸法に形成されたフランジ部１３が突設されているので、フランジ部１３が内底面に当接することで挿通孔３２からの磁極コア１０の突出量が規制される。これにより、ケース３０（挿通孔３２）からの磁極コア１０の突出高さを均等にすることができる。

【0020】

また、磁極コア１０の下端部１１には磁気集中部１４が形成されている。ここでは、磁極が対になる２本の磁極コア１０の下端部１１の長さ方向における所要範囲を２本の磁極コア１０どうしの並び方向における外側から内側に向けて斜め方向に面取りすることに形成された小断面積部分を磁気集中部１４としている。このようにして形成された磁気集中部１４は、２本の磁極コア１０どうしの並び方向の中心側に偏るように形成されることになる。そして磁気集中部１４の先端（吸着対象物Ｗとの当接部）を平坦面１４Ａに形成することもできる。このように本実施形態においては、対となる磁極を形成する一対の磁極コア１０の平坦面１４Ａが最短離間距離となるように配置されている。なお、本実施形態における平坦面１４Ａの面積は、磁極コア１０の中心軸に直交する断面における断面積の１／３～１／５の範囲であることが好ましいが、特に限定されるものではない。

【0021】

本実施形態における磁極コア１０のように、磁気集中部１４に平坦面１４Ａを設け、平坦面１４Ａどうしが最短離間距離で配置されていることにより、磁気を集中させながらも吸着対象物Ｗとの接触を面接触にすることができる。よって、吸着対象物Ｗを平坦面１４Ａで確実に吸着させることができる。また、対となる２本の磁極コア１０からの磁気漏れを防止することができ、複数個の吸着対象物Ｗを吸着しないようにすることもできる。

【0022】

磁極コア１０の中間部外周面の所要高さ範囲には、コイル２０の巻線２２を巻回させるための細径部からなる巻線巻回部１５が形成されている。本実施形態における磁極コア１０のように、巻線巻回部１５を磁極コア１０の外周面に形成した細径部としたことで、磁極コア１０にコイル２０の巻線２２を巻回させても径方向における寸法の増大を抑えることができ、ケース３０の小型化が可能になる。

【0023】

また、図３および図４に示すように、コイル２０の巻線２２は、一方の磁極コア１０の巻線巻回部１５において磁極コア１０の外周面に沿って所要回数巻回されることにより励磁用のコイル２０を形成している。それぞれの磁極コア１０に対するコイル２０の巻線２２の巻回方向は同一方向である。本実施形態における磁極コア１０の磁極は互いに異なる磁極であるため、２本の磁極コア１０にコイル２０をそれぞれ形成した後、Ｎ極を構成する磁極コア１０のコイル２０の巻線２２の巻き終わり側端部と、Ｓ極を構成する磁極コア１０のコイル２０の巻線２２の巻き終わり端部が結線されることになる。このように巻線２２を結線することで、Ｎ極を構成する磁極コア１０のコイル２０とＳ極を構成する磁極コア１０のコイル２０とをケース３０内で直列に接続することができる。Ｎ極を構成する磁極コア１０のコイル２０の巻線２２の巻き始め側端部と、Ｓ極を構成する磁極コア１０のコイル２０の巻線２２の巻き始め側端部は、いずれもケース３０の背面に設けられた巻線引き出し部３４からケース３０の外部に引き出され、図示しない電源装置に接続され、それぞれのコイル２０に電源が供給される。

【0024】

ここでは、それぞれの磁極コア１０の巻線巻回部１５にそれぞれ同じ方向に巻線２２を巻回させることで同一形状のコイル２０を形成しているが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、それぞれの磁極コア１０に対して巻線２２の巻回方向が逆向きのコイル２０をそれぞれ形成し、一方のコイル２０の巻線２２の巻き終わり側端部と他方のコイル２０の巻線２２の巻き始め側端部とをケース３０の内部空間で直列接続となるように結線した形態を採用することもできる。

【0025】

また、磁極コア１０の上端面には磁性体からなる磁極コア連結体４０を取り付けるためのねじ孔１６が形成されている。ここでは、磁極コア連結体４０をヨークとしても機能させるため、磁極コア１０と同じ材料によって形成しているが、磁極コア連結体４０の材料は特に限定されるものではない。磁極コア連結体４０をそれぞれの磁極コア１０に掛け渡して磁極コア連結体４０に形成された貫通孔４２をそれぞれの磁極コア１０のねじ孔１６に一致させ、ねじ５０により磁極コア連結体４０と磁極コア１０とを締結することができる。これによりそれぞれの磁極コア１０の磁力をＮ極～Ｓ極に誘導させると共にケース３０の内部空間で位置決めした状態で固定することができる。磁極コア連結体４０の上面には図示しない搬送装置への固定用のねじ穴４４が穿設されている。

【0026】

本実施形態における多極型電磁ホルダ１００の構成によれば、磁極が対になる２本の磁極コア１０の下端部１１に平坦面１４Ａを有する磁気集中部１４により、磁気を集中させると共に磁気漏れが防止できる。よって、図５に示すように吸着対象物Ｗを２本の磁極コア１０の平坦面１４Ａ部分で確実に吸着することができる。また、吸着対象物Ｗを２本の磁極コア１０の並び方向における中心位置に位置決めした状態で吸着することができるため、搬送先において吸着対象物Ｗを位置決めしてリリースさせることができる点で好都合である。なお、多極型電磁ホルダ１００から吸着対象物Ｗをリリースする際は、コイル２０（電磁石ＥＭ）への通電を停止させればよい。コイル２０（電磁石ＥＭ）への通電を停止しても吸着対象物Ｗをリリースすることができない場合には、吸着時の給電方向とは逆に通電させればよい。

【0027】

（第２実施形態）
本実施形態における多極型電磁ホルダ１００は、図６～図８に示すように、４本の磁極コア１０を有する４極形式のものである。本実施形態においては、第１実施形態と同様の構成部分については、図面内に第１実施形態で付した符号と同符号を付すことにより、ここでの詳細な説明は省略している。

【0028】

本実施形態における多極型電磁ホルダ１００は、有底の円筒状のケース３０の内底面においてケース３０の周方向に均等間隔をあけて形成された４つの挿通孔３２に４本の磁極コア１０が差し込まれた状態で収容されている。４本の磁極コア１０は、いずれも磁気集中部１４の平坦面１４Ａ部分がケース３０の径方向における内側に位置する配列になっている。本実施形態においては、第１実施形態で説明した磁極が対になる２本の磁極コア１０およびコイル２０からなる電磁石ＥＭを２組用い、ケース３０の底面において互いに直交する直径方向に十文字配列となるように電磁石ＥＭを配置している。したがって、ケース３０の底面においては直径方向に対となる磁極が十文字に配設されており、ケース３０の底面の中心点位置に磁気をさらに集中させることができる。

【0029】

このようにしてケース３０の内部に磁極コア１０を収容した後、ケース３０の上面開口部を覆うと共に、磁極コア１０どうしを連結固定し、さらには磁力を誘導するための磁極コア連結体４０が取り付けられる。本実施形態における磁極コア連結体４０の上面にはビス孔４６が穿設されており、図示しないビスにより磁極コア連結体４０が回り止めされた状態で固定されている。

【0030】

本実施形態における多極型電磁ホルダ１００のそれぞれのコイル２０（電磁石ＥＭ）に通電することで、図９に示すように、４本の磁極コア１０の中心位置（平坦面１４Ａ）に吸着対象物Ｗを位置決めした状態で吸着することができる。これにより、質量の大きい吸着対象物Ｗであっても安定的に搬送することができることに加え、第１実施形態と同様に搬送先で吸着対象物Ｗを位置決めした状態でリリースすることができる。

【0031】

以上に本発明に係る多極型電磁ホルダ１００の構造について実施形態に基づいて説明したが、本発明の技術的範囲は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施形態における多極型電磁ホルダ１００は、磁極コア１０には位置決め用の凹部１２が形成された形態を例示しているが、位置決め用の凹部１２は配設を省略することもできる。また、磁極コア１０の磁気集中部１４に平坦面１４Ａが形成された形態を例示しているが、磁気集中部１４の先端を先鋭に形成してもよいし、半球面等の湾曲面に形成した形態を採用することもできる。さらに、以上の実施形態における磁極コア１０の磁気集中部１４は、磁極コア１０の先端部である下端部１１の一部を面取りして形成した形態を例示しているが、鋳造等の非機械加工により磁気集中部１４が形成された形態を採用することもできる。

【0032】

また、以上の実施形態においては、２極形式と４極形式の多極型電磁ホルダ１００の形態を例示しているが、磁極コア１０の数は２本と４本に限定されるものではない。磁極コア１０の本数は任意の偶数を選択することができる。

【0033】

また、以上の実施形態においては、それぞれの磁極コア１０は、磁性体からなる磁極コア連結体４０により位置決め固定されていると共に磁力の誘導が行われているが、この形態に限定されるものではない。磁極コア連結体４０は非磁性体で形成することもできる。この場合、それぞれの磁極コア１０の磁力を誘導させるための磁性体からなる図示しない磁力誘導体（ヨーク）をそれぞれの磁極コア１０に掛け渡した形態を採用することもできる。

【0034】

また、以上の実施形態においては、Ｎ極およびＳ極におけるそれぞれのコイル２０の巻線２２がケース３０の内部空間で直列結線された形態について例示しているが、この形態に限定されるものではない。例えば、ケース３０の内部空間でＮ極およびＳ極のそれぞれのコイル２０の巻線２２どうしを並列結線することもできる。さらには、Ｎ極およびＳ極におけるそれぞれのコイル２０の巻線２２の巻き始め端部および巻き終わり端部のすべてを巻線引き出し部３４からケース３０の外部に引き出してからケース３０の外部においてコイル２０を並列に結線することもできる。

【0035】

そして以上に説明した変形例の他、実施形態において説明した変形例等を適宜組み合わせた形態を採用することも可能である。

【符号の説明】

【0036】

１０ 磁極コア，
１１ 下端部，１２ 凹部，１３ フランジ部，１４ 磁気集中部，１４Ａ 平坦面，
１５ 巻線巻回部，１６ ねじ孔，
２０ コイル，
２２ 巻線，
３０ ケース，
３２ 挿通孔，３４ 巻線引き出し部，
４０ 磁極コア連結体，
４２ 貫通孔，４４ ねじ穴，４６ ビス孔，
５０ ねじ，
１００ 多極型電磁ホルダ，
ＥＭ 電磁石
Ｗ 吸着対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】