JPH047913Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はマニユピユレータ、更に詳しくは搬送
システム等に用いると好適なものであつて、磁力
によつてワークを固定するマニユピユレータの内
で、永久磁石によつてワークを固定させ、電磁コ
イルによつてこの永久磁石の磁力を制御すること
ができるマニユピユレータに関するものである。

［従来の技術］ 従来より、搬送システムのマニユピユレータに
は、その用途に応じて種々のものが提供されてい
た。

それらのマニユピユレータの内で、特にワーク
が磁性体である場合には、ワークを磁力吸着させ
るマニユピユレータも存在していた。

ところがワークを磁力吸着させるマニユピユレ
ータは、ワークの吸着及び開放の必要から、従来
は電磁コイルを用いて、この電磁コイルの励磁に
よつてワークを吸着し、励磁状態のままワークの
移送を行ない、更に消磁によつてワーク開放を行
なつていた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながらこのような従来からの電磁コイル
を用いたマニユピユレータは、ワークの吸着から
開放までの間、即ち搬送中は常に電磁コイルに通
電した状態となるので、電磁コイルが連続使用と
なり、電磁コイルの大型化及び使用電気量の増大
を招いていた。

また搬送中に、停電あるいはシヨート等の原因
で通電が断たれると、電磁コイルが消磁するの
で、その瞬間にワークが落下することとなり、は
なはだ危険性が高いものであつた。

更に、ワークの搬送中にワークが励磁してしま
い、電磁コイルを消磁させても落下しない場合も
生じていたと共に、所定位置に落下させたワーク
が励磁したままなので、非励磁状態でなければ使
用できないワークの搬送には使用できないもので
あつた。

そこでは従来から、例えば特開昭58−186910号
公報記載の発明や、実公昭47−35489号公報記載
の考案のように、永久磁石と電磁ソレノイドとを
組み合わせ、ワークの搬送中においては永久磁石
でワークの保持を行ない、ワークの解放時には電
磁ソレノイドで逆磁界を発生させるものも提供さ
れていた。

このように形成することによつて、搬送中は常
に電磁コイルに通電した状態とせず、搬送中に、
停電あるいはシヨート等の原因で通電が断たれて
もワークが落下することがなく、かつ所定位置で
解放させたワークを消磁させることができるもの
であつた。

一方、この種のマニユピユレータにあつては、
例えば特開昭58−181592号公報記載の発明の様
に、付設した誘導コイルの磁束密度の変化によつ
て、ワークへの接近を検知するものも提供されて
いた。

ただこの発明であつても、ワーク接近を検知す
るための誘導コイルが単体として必要であり、全
体としての大型化が避けられないこととなつてい
た。

そこで本考案は、電磁コイルと永久磁石とを組
み合わせ、永久磁石の磁力によつてワークを固定
させ、電磁コイルの逆方向への磁界発生によつて
永久磁石の磁界を打ち消してワークの開放ができ
るように永久磁石の磁力を電磁コイルの磁力で制
御可能に形成して、電磁ソレノイドへの通電時間
を短縮し、小型の電磁コイルの使用を可能とする
と共に、搬送中に通電が断たれてもワークの脱落
がないようにして、安全性の向上を図り、更には
ワーク吸着していない状態である電磁コイルの消
磁時に、前記制御を行なう電磁コイルをインダク
タンスセンサとして用いることによつて、永久磁
石の磁力の動的な変化をインダクタンスの変化と
して検出することによつて、ワークへの接近ある
いは搬送中のワーク落下等を検出可能にしたマニ
ユピユレータを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 前述した問題点を解決するために、本考案は、
永久磁石と、極部における磁界の方向が永久磁石
の極部における磁界方向と正逆を問わず一致した
磁界方向となる電磁コイルとをカバーにて固定
し、この電磁コイルにワークの開放時に永久磁石
の磁界とは逆磁界が生じるように電磁コイルの磁
力を制御する制御装置を付設して全体の磁力を制
御可能に形成すると共に、電磁コイルを、ワーク
の解放時には解放用コイルとして使用すると共
に、ワークへの接近時にはワークへの接近に伴う
永久磁石の磁界変化を検出するインダクタンスセ
ンサとして用いたことを特徴とする。

［作用］ 本考案に係るマニユピユレータは、図示しない
Ｘ−Ｙテーブルによつてワークの上部に位置させ
た後、ワークに向つて下降させる。

この時には電磁コイルは消磁されており、永久
磁石の磁力のみが作用している。

したがつて、この電磁コイルをインダクタンス
センサとして用いると、ワークへの接近による永
久磁石の動的な磁力変化をインダクタンスとして
検知することができるので、ワークへの接近が検
出できるものである。

このようにしてワークに接近した後は、永久磁
石の磁力によつてワークを吸着し、上昇、移動の
後、所定位置で下降してワークの開放を行なうも
のである。

このワークの開放時には、電磁コイルを永久磁
石とは逆磁界となるように励磁させ、マニユピユ
レータ全体としての磁界を搬送時に対して逆磁界
となるように制御するものである。

このような磁界にすることによつて、既に一定
方向に磁化しているワークが瞬間的にマニユピユ
レータから離れ、ワーク開放が行なえると共に、
この逆磁界によつて搬送中に磁化したワークの消
磁をも行なえるものである。

また更に、永久磁石の磁力は常に一定値である
が、本考案ではこの永久磁石に電磁コイルを組合
わせたので、電磁コイルによる磁力によつて、結
果的には永久磁石の磁力を制御することになる。

従つて永久磁石に対して電磁コイルの磁力が
2.5倍である場合には、マニユピユレータ全体と
しての磁力は、＋350％から−150％の範囲で制御
することができる。

［実施例］ 以下図示例と共に、本考案の一実施例を説明す
る。

第１図及び第２図は各々本考案に係るマニユピ
ユレータの異なつた実施例をを示す断面図であ
る。

図において、本考案に係るマニユピユレータ
は、軟鉄ヨーク１０の内部に永久磁石２０と、極
部における磁界に方向が永久磁石２０の極部にお
ける磁界方向と正逆を問わず一致した磁界方向と
なる電磁コイル３０とを内装して形成してある。

永久磁石２０は、ドーナツ型に形成されている
と共に、割れ易いものであるために、直接外部に
露出しない位置に固定してある。また強い磁力で
かつ小型の永久磁石２０とするためには、希土類
の材料から成るものが望ましい。

電磁コイル３０は、コイルホビン１１に巻装さ
れて円筒状に形成してあると共に、このコイルホ
ビン１１の下部にモールド１２が施してある。ま
た永久磁石２０がコイルホビン１１の筒内に位置
させてあるので、永久磁石２０と電磁コイル３０
との磁界の方向が一致することとなる。このこと
は、例えば第１図において、仮りに永久磁石２０
の上面がＮ極である場合、電磁コイル３０の上面
がＮ極またはＳ極となり、いずれの場合であつて
も正逆のいかんを問わなければ、磁界の方向が一
致することとなる。また更に、前記の例におい
て、電磁コイル３０の上面を、永久磁石２０と同
一の磁束密度を有するようなＳ極になるように励
磁すると、永久磁石２０と電磁コイル３０とで磁
力を打ち消しあつて、結果として磁力がない状態
と同一になり、永久磁石２０の磁束密度よりも大
きい磁束密度のＳ極となるように励磁すると、結
果として全体では逆磁界となる。また逆に、上面
を永久磁石２０と同一の磁束密度を有するような
Ｎ極となるように励磁すると、全体では、２倍の
磁力を有するようになる。

なおヨーク１０の上部には、図示しないＸ−Ｙ
テーブルに固定するための固定材１３が設けてあ
る。また電磁コイル３０からは制御装置４０に結
線するためのコード１４が伸びている。

またこの電磁コイル３０は、消磁時にインダク
タンスセンサとして用いることができるので、永
久磁石２０の磁界が変化した場合には、その磁界
変化を動的な相互インダクタンスとして検知する
ことができる。従つて、ワーク５０への接近及び
搬送中の外力によるワーク５０落下等の検出がで
きるものである。

また前記電磁コイル３０は、スイープ電流によ
つて制御することができる。このスイープ電流
は、いわゆるスローアツプダウン回路からの電流
のことであり、電磁コイル３０に電流を供給する
あるいは供給していた電流を停止する場合等に、
その電流の変化を曲線的に行なわせるものであ
る。なお詳細な説明は省略するが、スイープ電流
とせずに、スイープ電圧として使用することもで
きる。

次に、この本考案に係るマニユピユレータが図
示しないＸ−Ｙテーブルに固定されており、かつ
ワーク５０をＡ地点からＢ地点まで移動させる場
合を例として、本考案に係るマニユピユレータの
実際の使用及び作動について説明する。

まず最初に、永久磁石２０の磁力の2.5倍程度
の磁力を得ることができるように電磁コイル３０
及び制御装置４０を設ける。

次に、マニユピユレータをＡ地点上方から、ワ
ーク５０に向つて降下させる。

この時には、電磁コイル３０が消磁しているの
で、永久磁石２０による磁界が発生している。

このマニユピユレータがワーク５０に接近する
と、永久磁石２０の磁界の磁束密度が変化するの
で、その磁束密度の動的な変化をインダクタンス
センサとしての電磁コイル３０のインダクタンス
の変化として検知するものである。

従つて、マニユピユレータをワーク５０に接近
するまではかなりの高速で降下させ、ワーク５０
への接近を電磁コイル３０のインダクタンスの変
化として検知した後は降下速度を低下させること
によつて、ワーク５０接近のための時間を短縮さ
せ、かつワーク５０接触時の衝撃力を緩和でき
る。

このようにしてワーク５０に接近したことによ
る永久磁石２０の磁束密度の変化をインダクタン
スセンサとしての電磁コイル３０にて検知した後
は、低下させた降下速度のままでマニユピユレー
タをワーク５０に接触、吸着させることもでき
る。厳密にはこの場合、マニユピユレータがワー
ク５０に接触する以前に、ワーク５０がマニユピ
ユレータのヨーク１０に吸着されることとなる。

またこのマニユピユレータへのワーク５０の吸
着による衝撃を避けるためには、インダクタンス
センサとしての電磁コイル３０によるワーク５０
接近を検知した後に、電磁コイル３０を永久磁石
２０とは逆磁界となるように励磁させ、マニユピ
ユレータ全体としては磁界がない状態としてワー
ク５０に接触させ、ワーク５０に接触した後に電
磁コイル３０を消磁して吸着させることによつ
て、磁力吸着による衝撃の防止を図ることができ
る。

このように電磁コイル３０を励磁または消磁さ
せる時にスイープ電流を用いると、高電流が必要
でなく、従つてノイズの防止、永久磁石２０の消
磁効果の低減をも図れるものである。

このようにしてワーク５０を吸着した後は、移
動装置を作動させて、ワーク５０を上昇させた
後、Ｘ−Ｙテーブルに従つてＢ地点に移動させる
ものである。

またワーク５０の搬送中は、電磁コイル３０が
消磁され、永久磁石２０の吸引力のみによつてワ
ーク５０を吸着しているものである。従つて、例
え搬送中に電気が切れたとしても、ワーク５０が
落下することはない。また外力等がワーク５０に
作用して落下した場合は、インダクタンスセンサ
としての電磁コイル３０がワーク５０の落下を磁
束密度の変化として検出するので、ワーク５０落
下が容易に認識できる。

このようにしてＢ地点に達すると、移動装置に
よつて、ワーク５０をＢ地点に降下させ、開放す
ることとなる。

このワーク５０の開放時には、電磁コイル３０
を励磁させ、マニユピユレータ全体としての磁界
を搬送中とは逆磁界となるように制御装置４０に
よつて制御するものである。

するとこの磁界は、搬送中に励磁したワーク５
０の磁界と逆磁界となり、ワーク５０がマニユピ
ユレータに反発して、瞬間的に開放されることと
なる。

またこのような逆磁界をワーク５０に与えるこ
とによつて、搬送中に励磁したワーク５０の磁力
が消滅し、非励磁状態のワーク５０として開放さ
れることとなる。

このようにしてワーク５０の開放を行なつた
後、永久磁石２０の磁力影響がなくなる位置まで
マニユピユレータを上昇させてから、電磁コイル
３０を消磁することとなる。

従つて本考案では、電磁コイル３０の励磁して
いる時間がワーク５０の開放時、あるいは開放時
及び吸着時のみで足りるので、励磁時間が極めて
短いこととなり、電磁コイル３０の定格を小さい
ものとすることができる。それ故、電磁コイル３
０の長寿命化、あるいは消費電力の削減等を図る
ことができる。

またワーク５０の搬送時は永久磁石２０の吸着
力によつてワーク５０の搬送を行なうので、例え
電気が切れたとしてもワーク５０は吸着してお
り、搬送中にワーク５０が落下する等の危険がな
い。

更に本考案では、磁束密度の検知をインダクタ
ンスセンサとしての電磁コイル３０によつて行な
うことができるので、電磁コイル３０をインダク
タンスセンサとしても用いると、同一の電磁コイ
ル３０を励磁することによる磁界発生の他に、ワ
ーク５０への接近検知、外力による搬送中のワー
ク５０落下の検知等が行なえるので、特別に他の
センサーを用いる必要がない。

またあらかじめ、ワーク５０を永久磁石２０の
磁力で吸着した後、電磁コイル３０に徐々に逆磁
界をかけていき、ワーク５０が落下する時の電流
値、即ち（永久磁石２０の磁力）−（電磁コイル３
０の磁力）の値の内で、ワーク５０が落下する電
磁コイル３０の電流値を探し出しておくと、永久
磁石２０の磁力によつてワーク５０を吸着した直
後に、電磁コイル３０に前記電流値の電流を流す
ことによつて、２枚取りしたワーク５０について
は落下させることができるので、２枚取りを防止
することもできる。なたこのようにしてワーク５
０の適否を判別した後は、電磁コイル３０の電流
を断つて、永久磁石２０の強い磁力で搬送するこ
とによつて、ワーク５０落下等の事故が防止でき
る。

また以上の説明では、電磁コイル３０をインダ
クタンスセンサとして用いて、ワーク５０への接
近検出等を行なうとしたが、ワーク５０への接近
等は、別に設けた外部制御によつて行なつても良
い。

更に吸着時には、永久磁石２０の磁力でワーク
５０を吸着するとして説明したが、永久磁石２０
の磁力方向と同一方向に磁力が発生するように電
磁コイル３０を励磁すると、永久磁石２０と電磁
コイル３０との磁力が加わつた状態でワーク５０
吸着が行なえることとなる。勿論この時に、電磁
コイル３０の磁力を調整することによつて、永久
磁石２０の磁力を基本として、この磁力に対して
電磁コイル３０の磁力を正負の値として加減する
ことができるので、結果として、永久磁石２０の
磁力を電磁コイル３０の磁力で制御したこととな
る。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案は、電磁コイルと
永久磁石とを組み合わせ、永久磁石の磁力によつ
てワークを固定させ、電磁コイルの逆方向への磁
界発生によつて永久磁石の磁界を打ち消してワー
クの開放ができるように永久磁石の磁力を電磁コ
イルの磁力で制御可能に形成して、電磁ソレノイ
ドへの通電時間を短縮し、小型の電磁コイルの使
用を可能とすると共に、搬送中に通電が断たれて
もワークの脱落がないようにして、安全性の向上
を図り、更にはワーク吸着していない状態である
電磁コイルの消磁時に、前記制御を行なう電磁コ
イルをインダクタンスセンサとして用いることに
よつて、永久磁石の磁力の動的な変化をインダク
タンスの変化として検出することによつて、ワー
クへの接近あるいは搬送中のワーク落下等を検出
可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示したもので、第１図
は断面図、第２図は他の実施例を示す断面図であ
る。 １０……ヨーク、１１……コイルホビン、１２
……モールド、１３……固定材、１４……コー
ド、２０……永久磁石、３０……電磁コイル、４
０……制御装置、５０……ワーク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 永久磁石と、極部における磁界の方向が永久
   磁石の極部における磁界方向と正逆を問わず一
   致した磁界方向となる電磁コイルとをカバーに
   て固定し、 この電磁コイルにワークの開放時に永久磁石
   の磁界とは逆磁界が生じるように電磁コイルの
   磁力を制御する制御装置を付設して全体の磁力
   を制御可能に形成すると共に、 電磁コイルを、ワークの解放時には解放用コ
   イルとして使用すると共に、ワークへの接近時
   にはワークへの接近に伴う永久磁石の磁界変化
   を検出するインダクタンスセンサとして用いた
   ことを特徴とするマニユピユレータ。 ２ 電磁コイルを、スイープ電流にて制御させた
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のマニユピ
   ユレータ。 ３ 電磁コイルを、スイープ電圧にて制御させた
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のマニユピ
   ユレータ。