ロボットハンド
【課題】マグネット部に永久磁石を用いてもワークの重量に対応してワークに対する吸着力を高くする。
【解決手段】ロボットハンド１０では、互いに対向する磁極が反対になるようにマグネット部７４、７６が配置されており、ハンド部３４、３６が閉位置に移動された際に、スペーサ７８、８０が互いに当接して、マグネット部７４、７６が互いに連結される。これにより、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線は、スペーサ８０、７８の間の空気を介さずに、スペーサ７８、８０内を高密度で伝搬されるため、吸着部７０、７２における磁力線が多くなり、吸着部７０、７２の磁力が強くなる。したがって、ハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際に比べて閉位置に配置された際に、ワークに対する吸着力が高くなる。これにより、マグネット部７４、７６に永久磁石を用いても、ワークの重量に対応してワークに対する吸着力を高くできる。
【解決手段】ロボットハンド１０では、互いに対向する磁極が反対になるようにマグネット部７４、７６が配置されており、ハンド部３４、３６が閉位置に移動された際に、スペーサ７８、８０が互いに当接して、マグネット部７４、７６が互いに連結される。これにより、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線は、スペーサ８０、７８の間の空気を介さずに、スペーサ７８、８０内を高密度で伝搬されるため、吸着部７０、７２における磁力線が多くなり、吸着部７０、７２の磁力が強くなる。したがって、ハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際に比べて閉位置に配置された際に、ワークに対する吸着力が高くなる。これにより、マグネット部７４、７６に永久磁石を用いても、ワークの重量に対応してワークに対する吸着力を高くできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のマグネット部を備えたロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載のワーク取り出し装置では、ロボットハンドがマグネット部を有しており、マグネット部は、電磁石によって構成されている。これにより、ワークがマグネット部に吸着され、マグネット部（電磁石）に供給する電流の電流値を高くすることで、マグネット部のワークに対する吸着力を高くできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６６１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このワーク取り出し装置では、上述のように、マグネット部に電磁石を用いているため、電磁石に電流を供給するための電源装置や配線などが必要になり、構造が複雑になる。このため、簡易な構造でワークを吸着するために、例えば、マグネット部に永久磁石を用いることが考えられるが、この場合では、マグネット部のワークに対する吸着力が一定となる。したがって、重量の重いワークに対して、該ワークに対する吸着力を高くできることが望ましい。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、マグネット部に永久磁石を用いてもワークの重量に対応してワークに対する吸着力を高くできるロボットハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のロボットハンドは、対向して配置されると共に、対向方向において閉位置と開位置との間で移動可能にされ、ワークを把持する一対のハンド部と、磁性体により形成されると共に、一対の前記ハンド部にそれぞれ設けられ、前記ワークを吸着するヨークと、永久磁石により構成されると共に、一対の前記ヨークの間において一対の前記ヨークにそれぞれ連結され、互いに対向する磁極が反対になるようにかつ磁極の配列方向を前記対向方向に沿った状態に配置された一対のマグネット部と、磁性体又は永久磁石により構成されると共に、一対の前記マグネット部の間において一対の前記マグネット部にそれぞれ連結され、前記ハンド部が前記閉位置に移動された際に互いに当接することで一対の前記マグネット部を連結させる一対の連結部と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載のロボットハンドでは、一対のハンド部が、対向方向において閉位置と開位置との間で移動されて、ワークがハンド部に把持される。また、一対のハンド部には、磁性体により形成されたヨークがそれぞれ設けられており、一対のヨークの間には、永久磁石により構成された一対のマグネット部が配置されて、マグネット部はそれぞれ一対のヨークに連結されている。これにより、ヨークが、磁化されてワークを吸着する。
【０００８】
また、一対のマグネット部は、磁極の配列方向をハンド部の対向方向に沿った状態に配置されている。さらに、一対のマグネット部の間には、磁性体又は永久磁石により構成された一対の連結部が設けられており、連結部はそれぞれ一対のマグネット部に連結されている。
【０００９】
ここで、マグネット部は、互いに対向する磁極を反対にするように配置されており、ハンド部が閉位置に移動された際に、一対の連結部が互いに当接することで、一対のマグネット部が連結される。
【００１０】
このため、一対の連結部が互いに連結されることで、一方の連結部から他方の連結部へ向かう磁力線が、一対の連結部の間の空気を介さずに、当該連結部内を高密度で伝搬される。一方、ハンド部が閉位置以外の位置に移動された際（閉位置から開位置へ向けて移動された際）には、一対の連結部が互いに離間されるため、一方の連結部から他方の連結部へ向かう磁力線が、一対の連結部の間の空気中を低密度で伝搬される。これにより、一対の連結部が互いに連結されない際に比して、一対の連結部が互いに連結された際に、ヨークにおける磁力線（磁束）が多くなるため、ヨークの磁力が強くなる。したがって、ハンド部が閉位置以外の位置に配置された際のヨークのワークに対する吸着力に比して、ハンド部が閉位置に配置された際のヨークのワークに対する吸着力が高くなり、ハンド部の位置によって、ワークに対する吸着力を高くできる。
【００１１】
請求項２に記載のロボットハンドは、請求項１に記載のロボットハンドにおいて、前記連結部は磁性体により構成されたスペーサとされている。
【００１２】
請求項２に記載のロボットハンドでは、連結部が磁性体により構成されたスペーサとされているため、簡易な構成でマグネット部を連結できる。さらに、ハンド部が閉位置に移動された際に、一対のマグネット部同士が直接当接されないため、マグネット部の耐久性及び耐磨耗性が向上される。
【００１３】
請求項３に記載のロボットハンドは、請求項１又は請求項２に記載のロボットハンドにおいて、前記ヨークは、前記ワークを吸着する吸着部を有し、前記ハンド部は、非磁性体により形成され、前記吸着部を露出させた状態で前記ヨーク及び前記マグネット部を覆っている。
【００１４】
請求項３に記載のロボットハンドでは、ワークを吸着する吸着部がヨークに設けられており、吸着部が露出された状態でヨーク及びマグネット部がハンド部に覆われている。
【００１５】
ここで、ハンド部は、非磁性体により形成されている。このため、ハンド部がワークを吸着する際に、例えば、吸着対象であるワーク以外のワークにハンド部が接触しても、当該ワークがハンド部に吸着されることが抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載のロボットハンドによれば、マグネット部に永久磁石を用いてもワークの重量に対応してワークに対する吸着力を高くできる。
【００１７】
請求項２に記載のロボットハンドによれば、簡易な構成でマグネット部を連結でき、マグネット部の耐久性及び耐磨耗性を向上できる。
【００１８】
請求項３に記載のロボットハンドによれば、吸着対象のワーク以外のワークがハンド部に吸着されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るロボットハンドを示す斜視図である。
【図２】図１に示されるロボットハンドを示す前方から見た側面図である。
【図３】図１に示されるロボットハンドがロボットに取付けられた状態を示す側面図である。
【図４】図１に示されるロボットハンドの断面図（図１の４−４線断面図）である。
【図５】（Ａ）は、図１に用いられるハンド部が閉位置に配置された状態を示す側面図であり、（Ｂ）は、ハンド部が開位置に配置された状態を示す側面図である。
【図６】（Ａ)は、閉位置において、図５に示されるハンド部がワークを吸着した際を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の状態を示すハンド部の側面図である。
【図７】（Ａ)は、図５に示されるハンド部の第１把持部においてワークが把持された際を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の状態を示すハンド部の側面図である。
【図８】（Ａ)は、図５に示されるハンド部の第２把持部においてワークが把持された際を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の状態を示すハンド部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には、本発明の実施の形態に係るロボットハンド１０が斜視図にて示されており、図２には、ロボットハンド１０が側面図にて示されている。なお、これらの図に適宜示される矢印ＵＰはロボットハンド１０の上方を示し、矢印ＦＲはロボットハンド１０の前方を示し、矢印ＲＨはロボットハンド１０の右方を示す。
【００２１】
これらの図に示すように、ロボットハンド１０は、取付部１２を備えている。取付部１２は矩形板状の第１取付プレート１４を有しており、第１取付プレート１４が、ロボット９０に装着されている（図３参照）。また、取付部１２は、第１取付プレート１４の下方において、矩形板状の第２取付プレート１６を有しており、第２取付プレート１６は第１取付プレート１４と対向して配置されている。
【００２２】
第１取付プレート１４及び第２取付プレート１６には、各々の角部において、それぞれ略円柱形状のガイドピン１８が上下方向に沿って挿通されており、ガイドピン１８の先端（下端）に設けられたネジ部にナット２０が螺合されている。また、第１取付プレート１４と第２取付プレート１６との間には、ガイドピン１８に対応して圧縮コイルスプリング２２が設けられており、圧縮コイルスプリング２２内にガイドピン１８が挿通されている。圧縮コイルスプリング２２は、第１取付プレート１４及び第２取付プレート１６をそれぞれ離間させる方向（上下方向）へ付勢している。これにより、第２取付プレート１６は第１取付プレート１４に対して接離する方向（上下方向）へ相対移動可能に取付けられている。
【００２３】
第２取付プレート１６の下方には、略直方体ブロック状の本体部２４が設けられている。本体部２４は、第２取付プレート１６に固定されて、第２取付プレート１６から下方へ突出されている。本体部２４内には、後述する可動部２６、２８を駆動させるためのエア駆動部（図示省略）が内蔵されている。
【００２４】
本体部２４の下部には、前方から見て断面略逆Ｌ字形状の一対の可動部２６、２８が左右方向に対向して設けられている。可動部２６、２８は、略板状のベース部２６Ａ、２８Ａを有しており、ベース部２６Ａ、２８Ａは、本体部２４の下部において、本体部２４に対して左右方向へ移動可能に取付けられている。また、ベース部２６Ａ、２８Ａ（可動部２６、２８）には、前述したエア駆動部が連結されており、エア駆動部の駆動によって、ベース部２６Ａ、２８Ａ（可動部２６、２８）は互いに接離する方向へ移動可能に構成されている。また、一対のベース部２６Ａ、２８Ａには、左右方向内側の部分において、略板状のプレート部２６Ｂ、２８Ｂが一体に設けられており、プレート部２６Ｂ、２８Ｂはベース部２６Ａ、２８Ａから下方へ突出されている。
【００２５】
一対のプレート部２６Ｂ、２８Ｂの左右方向外側には、それぞれ略直方体ブロック状の取付アーム３０、３２が設けられている。取付アーム３０、３２は、上方の部分において、ボルト等によってプレート部２６Ｂ、２８Ｂに締結されて、取付アーム３０、３２が可動部２６、２８から下方へ突出されている。
【００２６】
一対の取付アーム３０、３２の間には、可動部２６、２８の下方において、一対のハンド部３４、３６が設けられている。ハンド部３４、３６は、リン青銅等の非磁性体材により製作された爪部３８、４０を有している。爪部３８、４０は略直方体ブロック状に形成されており、爪部３８、４０の上方の部分が取付アーム３０、３２に固定されて、爪部３８、４０が上下方向に延伸されている。これにより、爪部３８、４０が、取付アーム３０、３２を介して、可動部２６、２８に取付けられて、一対の爪部３８、４０（ハンド部３４、３６）は、図５（Ａ）に示される閉位置（爪部３８、４０が互いに最も接近した位置）と図５（Ｂ）に示される開位置（爪部３８、４０が互いに最も離間された位置）との間で移動可能に構成されている。
【００２７】
一対の爪部３８、４０の互いに対向する面（左右方向内側面）には、先端（下端）の位置において、一対の第１把持部４２、４４が設けられている。第１把持部４２、４４は、左右方向に対して直交する方向に沿って各々配置されている。これにより、図７（Ａ)及び図７（Ｂ）に示すように、例えば、矩形状の断面を有するワークＷを把持する際には、爪部３８、４０が、第１把持部４２、４４の部位において、ワークＷの側面を把持できるように構成されている。
【００２８】
また、一対の爪部３８、４０の互いに対向する面には、第１把持部４２、４４の上方において、第２把持部４６、４８が設けられている。第２把持部４６、４８は、前方から見て断面略Ｖ字形の溝状に形成されると共に、前後方向に延伸されている。また、第２把持部４６、４８は、互いに対向する位置に配置されて、左右方向内側へ開口されている。これにより、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、例えば、円形状の断面を有するワークＷを把持する際には、爪部３８、４０が、第２把持部４６、４８の部位において、ワークＷの外周部を把持できるように構成されている。さらに、爪部３８、４０の先端部には、左右方向外側の部分において、断面略矩形状の段部５０、５２が設けられており、段部５０、５２は前後方向に沿って延伸されている。
【００２９】
さらに、ハンド部３４、３６は、リン青銅等の非磁性体材により製作された一対のカバー部５４、５６を有しており、カバー部５４、５６は、爪部３８、４０の左右方向外側にそれぞれ配置されている。カバー部５４、５６は、吸着対象であるワークＷに隣接したワークＷがハンド部３４、３６に吸着されることを防止するためのものである。カバー部５４、５６は、略直方体状に形成されて、ボルト５８、６０によって爪部３８、４０に取付けられている。また、カバー部５４、５６の先端（下端）面は、爪部３８、４０の先端（下端）面と面一に配置されており、カバー部５４、５６の先端部と爪部３８、４０の段部５０、５２によって、凹部６２、６４が形成されている。さらに、カバー部５４、５６の先端部には、左右方向外側の部分において、傾斜面５４Ａ、５６Ａが設けられており、傾斜面５４Ａ、５６Ａは下方へ向かうに従い左右方向内側へ傾斜されている。
【００３０】
図４に示すように、爪部３８、４０とカバー部５４、５６との間には、磁性体により製作されたヨーク６６、６８が設けられており、ヨーク６６、６８は略長尺板状に形成されている。ヨーク６６、６８は、上下方向に沿って延伸されると共に、爪部３８、４０とカバー部５４、５６とで狭持されており、ヨーク６６、６８の外周部が、爪部３８、４０及びカバー部５４、５６に覆われている。ヨーク６６、６８の先端部（下端部）は、略クランク状に屈曲されると共に、前述した凹部６２、６４内に配置されており、これにより、ヨーク６６、６８の先端部のみが、爪部３８、４０及びカバー部５４、５６から露出されている。また、ヨーク６６、６８の先端は、爪部３８、４０の先端面及びカバー部５４、５６の先端面に対して下方へ突出されており、この突出されている部分が吸着部７０、７２とされている。
【００３１】
一対の爪部３８、４０内には、第２把持部４６、４８の上方の位置において、永久磁石により構成されたマグネット部７４、７６がそれぞれ内蔵されている（図４では、マグネット部７４、７６における左右方向中間部の線は磁極の境界を示しており、斜線によってＮ極又はＳ極の磁極の領域を示している）。マグネット部７４、７６の左右方向内側には、連結部としての磁性体により製作された略円筒状のスペーサ７８、８０が設けられており、マグネット部７４、７６は、スペーサ７８、８０を介してボルト５８、６０によって固定されている。また、マグネット部７４、７６は左右方向に互いに対向して配置されており、マグネット部７４、７６の左右方向外側の面がヨーク６６、６８と面当接されている。これにより、マグネット部７４、７６は爪部３８、４０及びカバー部５４、５６から露出されていない。
【００３２】
さらに、マグネット部７４、７６の磁極は、左右方向に沿って配列されており、マグネット部７４、７６の互いに対向する磁極が反対の磁極になるように、マグネット部７４、７６が配置されている。つまり、右側の爪部３８に設けられたマグネット部７４と左側の爪部４０に設けられたマグネット部７６とでは、それぞれＮ極が右方に配置されると共に、Ｓ極が左方に配置されている。これにより、ヨーク６６では、上側（マグネット部７４側）の部分の磁極がＳ極にされており、下側（吸着部７０側）の部分の磁極がＮ極とされている。また、スペーサ７８では、右側（マグネット部７４側）の部分の磁極がＮ極とされており、左側（マグネット部７４とは反対側）の部分の磁極がＳ極とされている。一方、ヨーク６８では、上側（マグネット部７６側）の部分の磁極がＮ極とされており、下側（吸着部７２側）の部分の磁極がＳ極とされている。また、スペーサ８０では、左側（マグネット部７６側）の部分の磁極がＳ極とされており、右側（マグネット部７６とは反対側）の部分の磁極がＮ極とされている。なお、図４では、ヨーク６６、６８における上下方向中間部の線、及びスペーサ７８、８０における左右方向中間部の線は、磁極の境界を示しており、斜線によってＮ極又はＳ極の磁極の領域を示している。以上により、左右の吸着部７０、７２において、磁性体により形成されたワークＷを吸着できるように構成されている。
【００３３】
また、前述したスペーサ７８、８０には、左右方向内側面において、それぞれボルト５８、６０の頭部を収容するための略円錐形状のザグリ部７８Ａ、８０Ａが設けられており、ザグリ部７８Ａ、８０Ａ内にボルト５８、６０の頭部が収容されている。
【００３４】
さらに、一対のハンド部３４、３６が閉位置に移動された際には、スペーサ７８、８０の左右方向内側面が互いに面当接されるように、スペーサ７８、８０のそれぞれの厚さＴ１、Ｔ２の寸法が設定されている。このため、一対のハンド部３４、３６が閉位置に移動された際には、スペーサ７８とスペーサ８０とが連結されるため、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線は、スペーサ８０とスペーサ７８との間の空気を介さずに、スペーサ７８、８０内を高密度で伝搬される（図５（Ａ)の矢印参照）。
【００３５】
一方、一対のハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際（閉位置から開位置へ向けて移動された際）には、スペーサ７８とスペーサ８０とが互いに離間されるため、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線が、スペーサ７８とスペーサ８０との間の空気中を低密度で伝搬する。これにより、スペーサ７８、８０が互いに連結されない際に比して、スペーサ７８、８０が互いに連結された際に、吸着部７０から放出される磁力線（磁束）及び吸着部７２に入射される磁力線（磁束）が多くなるため、吸着部７０，７２における磁力が強くなる。したがって、一対のハンド部３４、３６が閉位置に配置された際のワークＷに対する吸着力が、一対のハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際のワークＷに対する吸着力に比して高くなるように構成されている。
【００３６】
一方、図５（Ｂ）に示すように、本体部２４の前方の面には、略逆Ｌ字形板状のブラケット８２が取付けられている。ブラケット８２は、本体部２４から下方へ延設されている。ブラケット８２の下方の部分は、後方へ折り曲げられて、一対のプレート部２６Ｂ、２８Ｂの間に配置されており、この部分がセンサ取付部８４とされている。
【００３７】
ブラケット８２のセンサ取付部８４には、検出部としてのセンサ８６が設けられている。このセンサ８６は光反射型センサとして構成されており、センサ８６は、下方へ向けて光を照射して、ワークＷによって反射された反射光を受光可能に構成されている。これにより、ハンド部３４、３６の閉位置以外の位置において、爪部３８、４０がワークＷを把持した際、又は、ヨーク６６、６８の吸着部７０、７２がワークＷを吸着した際に、センサ８６から照射された光がワークＷに反射されて、この反射光をセンサ８６が受光することで、ワークＷの有無を検出可能に構成されている（図５（Ｂ）では、爪部３８、４０の開位置において、吸着部７０、７２がワークＷを吸着した際を示している）。
【００３８】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００３９】
本実施の形態のロボットハンド１０では、ヨーク６６、６８に吸着部７０、７２がそれぞれ設けられており、ヨーク６６、６８は、マグネット部７４、７６にそれぞれ当接されている。このため、ヨーク６６、６８（吸着部７０、７２）が磁化されている。また、吸着部７０、７２は、ハンド部３４、３６の先端部に設けられると共に、ハンド部３４、３６の先端から突出されている。
【００４０】
初めに、乱積みされたワークＷを吸着部７０、７２に吸着させてワークＷを取り出す際には、ロボットハンド１０の先端部をワークＷへ向けてロボットハンド１０をワークＷに接近させる。
【００４１】
この際に、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、例えば、ワークＷの重量が比較的重い場合には、ハンド部３４、３６を閉位置に移動（配置）させる。一方、ワークＷの重量が比較的軽く、ワークＷの長さが長い場合には、ハンド部３４、３６を閉位置以外の位置（例えば、開位置）へ移動（配置）させる。
【００４２】
この状態で、吸着部７０、７２をワークＷに接触させることで、吸着部７０、７２の磁力によってワークＷが吸着部７０、７２に吸着される。これにより、乱積みされたワークＷからワークＷが取り出される。
【００４３】
そして、吸着部７０、７２にワークＷを吸着させた状態でロボットハンド１０を仮置き場へ移動させる。この際に、ハンド部３４、３６が閉位置以外の位置へ配置されている場合には、スペーサ７８、８０は互いに面当接されていないため、センサ８６がワークＷへ向けて光を照射して、ワークＷによって反射された反射光をセンサ８６が受光する。これにより、センサ８６によってワークＷが検出されて、ワークＷがロボットハンド１０に吸着されていることが検出される。
【００４４】
ロボットハンド１０が仮置き場へ移動された際には、仮置き場に設けられた引掛け部等にワークＷを引掛けさせて、ワークＷを吸着部７０、７２から離脱させる。これにより、ワークＷが仮置き場に配置される。
【００４５】
この後に、ワークＷの形状に対応して、本体部２４のエア駆動部を駆動させて、一対のハンド部３４、３６を互いに離間させる方向へ移動させる。そして、ワークＷの断面形状が矩形状に形成されている場合には、一対の爪部３８、４０の第１把持部４２、４４の間にワークＷが配置されるように、ロボットハンド１０を移動させる。また、ワークＷの断面形状が円形状に形成されている場合には、一対の爪部３８、４０の第２把持部４６、４８の間にワークＷが配置されるように、ロボットハンド１０を移動させる。
【００４６】
この状態で、エア駆動部を駆動させて、一対のハンド部３４、３６を互いに接近する方向へ移動させる。これにより、ワークＷがハンド部３４、３６に把持される。そして、ハンド部３４、３６がワークＷを把持した状態で、ワークＷを所定の組付け位置に配置させる。
【００４７】
また、この際には、スペーサ７８、８０が互いに面当接されていないため、センサ８６がワークＷへ向けて光を照射して、ワークＷによって反射された反射光をセンサ８６が受光する。これにより、ワークＷがロボットハンド１０に把持されていることが検出される。
【００４８】
ここで、ロボットハンド１０では、互いに対向する磁極が反対になるようにマグネット部７４、７６が配置されており、ハンド部３４、３６が閉位置に移動（配置）された際に、スペーサ７８とスペーサ８０とが互いに当接することで、一対のマグネット部７４、７６が互いに連結される。
【００４９】
このため、一対のハンド部３４、３６が閉位置に移動された際には、スペーサ７８とスペーサ８０とが連結されるため、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線は、スペーサ８０とスペーサ７８との間の空気を介さずに、スペーサ７８、８０内を高密度で伝搬される。
【００５０】
一方、一対のハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際には、スペーサ７８とスペーサ８０とが互いに離間されるため、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線が、スペーサ７８とスペーサ８０との間の空気中を低密度で伝搬する。これにより、スペーサ７８、８０が互いに連結されない際に比して、スペーサ７８、８０が互いに連結された際に、吸着部７０から放出される磁力線（磁束）及び吸着部７２に入射される磁力線（磁束）が多くなるため、吸着部７０，７２における磁力が強くなる。したがって、一対のハンド部３４、３６が閉位置に配置された際のワークＷに対する吸着力が、一対のハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際のワークＷに対する吸着力に比して高くなる。これにより、マグネット部７４、７６に永久磁石を用いても、ワークＷの重量に対応してワークＷに対する吸着力を高くできる。
【００５１】
また、スペーサ７８、８０が磁性体により構成されており、ハンド部３４、３６が閉位置に移動された際に、スペーサ７８とスペーサ８０とが互いに当接する。このため、簡易な構成でマグネット部７４とマグネット部７６とを連結できる。さらに、スペーサ７８、８０の厚さＴ１、Ｔ２の寸法を設定することで、マグネット部７４、７６を容易に連結させることができる。また、ハンド部３４、３６が閉位置に移動された際には、マグネット部７４とマグネット部７６とが直接当接されないため、マグネット部７４、７６の耐久性及び耐磨耗性を向上できる。
【００５２】
さらに、ワークＷを吸着する吸着部７０、７２がヨーク６６、６８に設けられており、吸着部７０、７２が露出された状態でヨーク６６、６８及びマグネット部７４、７６が非磁性体により形成されたハンド部３４、３６に覆われている。このため、ハンド部３４、３６がワークＷを吸着する際に、例えば、吸着対象であるワークＷ以外のワークＷにハンド部３４、３６が接触しても、当該ワークＷがハンド部３４、３６に吸着されることを抑制できる。
【００５３】
また、ハンド部３４、３６には、ワークＷを吸着する吸着部７０、７２が設けられている。これにより、吸着部７０、７２がハンド部３４、３６に一体に設けられているため、ハンド部３４、３６とは別に吸着部７０、７２を設けるためのハンド部を設ける必要がなくなる。これにより、ロボットハンド１０の体格を小型化できる。
【００５４】
さらに、一対の爪部３８、４０には、それぞれマグネット部７４、７６が内蔵されている。また、一対のマグネット部７４、７６には、磁性体により形成されたヨーク６６、６８がそれぞれ当接されており、ヨーク６６、６８に吸着部７０、７２が設けられている。このため、ヨーク６６、６８（吸着部７０、７２）が磁化されて、吸着部７０、７２においてワークＷが吸着される。これにより、ワークＷを吸着する際には、マグネット部７４、７６とワークＷとが直接接触しないため、マグネット部７４、７６にワークＷを直接吸着させる場合に比して、マグネット部７４、７６の耐久性及び耐磨耗性を向上できる。
【００５５】
また、吸着部７０、７２がハンド部３４、３６の延伸方向の先端部に設けられている。これにより、ワークＷを吸着させる際のハンド部３４、３６の移動方向とハンド部３４、３６の延伸方向とを一致させることで、ハンド部３４、３６の移動時に、ワークＷを収容する収容箱の側壁や吸着対象であるワークＷ以外のワークＷにハンド部３４、３６が干渉することを抑制できる。しかも、吸着部７０、７２が、爪部３８、４０の先端面及びカバー部５４、５６の先端面から突出されているため、ワークＷを吸着部７０、７２に確実に吸着できる。
【００５６】
さらに、吸着部７０がハンド部３４に設けられており、吸着部７２がハンド部３６に設けられているため、ワークＷを一対の吸着部７０、７２に掛け渡した状態で吸着できる。しかも、一対のハンド部３４、３６を閉位置と開位置との間において移動させることで、ワークＷの長さに対応した位置に吸着部７０、７２を配置できる。
【００５７】
また、一対のハンド部３４、３６の間には、センサ８６が設けられており、ハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に移動（配置）された際に、センサ８６がワークＷに向けて光を照射してワークＷによって反射された反射光を受光することで、ワークＷの有無が検出される。このため、ワークＷがハンド部３４、３６に吸着されたか否か、又は、ワークＷがハンド部３４、３６に把持されたか否かを、１つのセンサ８６によって検出できる。
【００５８】
さらに、爪部３８、４０は、平面状に形成された第１把持部４２、４４とＶ字形溝状に形成された第２把持部４６、４８とを有している。このため、例えば、矩形状の断面を有するワークＷをハンド部３４、３６が把持する際には、ハンド部３４、３６が第１把持部４２、４４の部位においてワークＷを把持でき、円形状の断面を有するワークＷをハンド部３４、３６が把持する際には、ハンド部３４、３６が第２把持部４６、４８の部位においてワークＷを把持できる。これにより、ワークＷの断面形状に対応して、ハンド部３４、３６がワークＷを把持できる。
【００５９】
また、第１取付プレート１４と第２取付プレート１６との間には、圧縮コイルスプリング２２が設けられており、第１取付プレート１４は第２取付プレート１６に対して上下方向に相対移動可能に構成されている。このため、仮に、ワークＷを収容する収容箱や吸着対象であるワークＷ以外のワークＷに、ハンド部３４、３６が干渉した場合には、圧縮コイルスプリング２２の付勢力に抗して、ハンド部３４、３６がロボットハンド１０の上方へ移動（退避）できる。さらに、吸着部７０、７２にワークＷを吸着させる際に、ロボットハンド１０をワークＷに向けて移動させ過ぎた場合でも、圧縮コイルスプリング２２の付勢力に抗して、ハンド部３４、３６がロボットハンド１０の上方へ移動される。このため、ロボットハンド１０を移動させる移動誤差を許容でき、吸着部７０、７２の耐久性及び耐磨耗性を向上できる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、スペーサ７８、８０が磁性体により構成されている。これに替えて、スペーサ７８、８０を永久磁石により構成してもよい。また、スペーサ７８、８０を、例えば、円環状に形成された複数のワッシャを重ね合わせて構成してもよい。
【００６１】
また、本実施の形態では、マグネット部７４、７６が、左右方向に沿って、互いに対向して配置されているが、マグネット部７４、７６が、左右方向と直交する方向にずれて配置されてもよい。つまり、スペーサ７８、８０によって、マグネット部７４、７６が連結される構成にされていればよい。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、爪部３８、４０の先端面及びカバー部５４、５６の先端面から吸着部７０、７２が突出されている。これに替えて、吸着部７０、７２を凹部６２、６４内に配置させて、吸着部７０、７２を爪部３８、４０の先端面及びカバー部５４、５６の先端面から突出されないように配置してもよい。
【００６３】
また、本実施の形態では、第２把持部４６、４８が、断面Ｖ字形の溝状に形成されているが、第２把持部４６、４８の断面形状はこれに限らない。例えは、第２把持部４６、４８の断面形状を矩形状や円形状にしてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ロボットハンド
３４ ハンド部
３６ ハンド部
６６ ヨーク
６８ ヨーク
７０ 吸着部
７２ 吸着部
７４ マグネット部
７６ マグネット部
７８ スペーサ（連結部）
８０ スペーサ（連結部）
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のマグネット部を備えたロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載のワーク取り出し装置では、ロボットハンドがマグネット部を有しており、マグネット部は、電磁石によって構成されている。これにより、ワークがマグネット部に吸着され、マグネット部（電磁石）に供給する電流の電流値を高くすることで、マグネット部のワークに対する吸着力を高くできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６６１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このワーク取り出し装置では、上述のように、マグネット部に電磁石を用いているため、電磁石に電流を供給するための電源装置や配線などが必要になり、構造が複雑になる。このため、簡易な構造でワークを吸着するために、例えば、マグネット部に永久磁石を用いることが考えられるが、この場合では、マグネット部のワークに対する吸着力が一定となる。したがって、重量の重いワークに対して、該ワークに対する吸着力を高くできることが望ましい。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、マグネット部に永久磁石を用いてもワークの重量に対応してワークに対する吸着力を高くできるロボットハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のロボットハンドは、対向して配置されると共に、対向方向において閉位置と開位置との間で移動可能にされ、ワークを把持する一対のハンド部と、磁性体により形成されると共に、一対の前記ハンド部にそれぞれ設けられ、前記ワークを吸着するヨークと、永久磁石により構成されると共に、一対の前記ヨークの間において一対の前記ヨークにそれぞれ連結され、互いに対向する磁極が反対になるようにかつ磁極の配列方向を前記対向方向に沿った状態に配置された一対のマグネット部と、磁性体又は永久磁石により構成されると共に、一対の前記マグネット部の間において一対の前記マグネット部にそれぞれ連結され、前記ハンド部が前記閉位置に移動された際に互いに当接することで一対の前記マグネット部を連結させる一対の連結部と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載のロボットハンドでは、一対のハンド部が、対向方向において閉位置と開位置との間で移動されて、ワークがハンド部に把持される。また、一対のハンド部には、磁性体により形成されたヨークがそれぞれ設けられており、一対のヨークの間には、永久磁石により構成された一対のマグネット部が配置されて、マグネット部はそれぞれ一対のヨークに連結されている。これにより、ヨークが、磁化されてワークを吸着する。
【０００８】
また、一対のマグネット部は、磁極の配列方向をハンド部の対向方向に沿った状態に配置されている。さらに、一対のマグネット部の間には、磁性体又は永久磁石により構成された一対の連結部が設けられており、連結部はそれぞれ一対のマグネット部に連結されている。
【０００９】
ここで、マグネット部は、互いに対向する磁極を反対にするように配置されており、ハンド部が閉位置に移動された際に、一対の連結部が互いに当接することで、一対のマグネット部が連結される。
【００１０】
このため、一対の連結部が互いに連結されることで、一方の連結部から他方の連結部へ向かう磁力線が、一対の連結部の間の空気を介さずに、当該連結部内を高密度で伝搬される。一方、ハンド部が閉位置以外の位置に移動された際（閉位置から開位置へ向けて移動された際）には、一対の連結部が互いに離間されるため、一方の連結部から他方の連結部へ向かう磁力線が、一対の連結部の間の空気中を低密度で伝搬される。これにより、一対の連結部が互いに連結されない際に比して、一対の連結部が互いに連結された際に、ヨークにおける磁力線（磁束）が多くなるため、ヨークの磁力が強くなる。したがって、ハンド部が閉位置以外の位置に配置された際のヨークのワークに対する吸着力に比して、ハンド部が閉位置に配置された際のヨークのワークに対する吸着力が高くなり、ハンド部の位置によって、ワークに対する吸着力を高くできる。
【００１１】
請求項２に記載のロボットハンドは、請求項１に記載のロボットハンドにおいて、前記連結部は磁性体により構成されたスペーサとされている。
【００１２】
請求項２に記載のロボットハンドでは、連結部が磁性体により構成されたスペーサとされているため、簡易な構成でマグネット部を連結できる。さらに、ハンド部が閉位置に移動された際に、一対のマグネット部同士が直接当接されないため、マグネット部の耐久性及び耐磨耗性が向上される。
【００１３】
請求項３に記載のロボットハンドは、請求項１又は請求項２に記載のロボットハンドにおいて、前記ヨークは、前記ワークを吸着する吸着部を有し、前記ハンド部は、非磁性体により形成され、前記吸着部を露出させた状態で前記ヨーク及び前記マグネット部を覆っている。
【００１４】
請求項３に記載のロボットハンドでは、ワークを吸着する吸着部がヨークに設けられており、吸着部が露出された状態でヨーク及びマグネット部がハンド部に覆われている。
【００１５】
ここで、ハンド部は、非磁性体により形成されている。このため、ハンド部がワークを吸着する際に、例えば、吸着対象であるワーク以外のワークにハンド部が接触しても、当該ワークがハンド部に吸着されることが抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載のロボットハンドによれば、マグネット部に永久磁石を用いてもワークの重量に対応してワークに対する吸着力を高くできる。
【００１７】
請求項２に記載のロボットハンドによれば、簡易な構成でマグネット部を連結でき、マグネット部の耐久性及び耐磨耗性を向上できる。
【００１８】
請求項３に記載のロボットハンドによれば、吸着対象のワーク以外のワークがハンド部に吸着されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るロボットハンドを示す斜視図である。
【図２】図１に示されるロボットハンドを示す前方から見た側面図である。
【図３】図１に示されるロボットハンドがロボットに取付けられた状態を示す側面図である。
【図４】図１に示されるロボットハンドの断面図（図１の４−４線断面図）である。
【図５】（Ａ）は、図１に用いられるハンド部が閉位置に配置された状態を示す側面図であり、（Ｂ）は、ハンド部が開位置に配置された状態を示す側面図である。
【図６】（Ａ)は、閉位置において、図５に示されるハンド部がワークを吸着した際を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の状態を示すハンド部の側面図である。
【図７】（Ａ)は、図５に示されるハンド部の第１把持部においてワークが把持された際を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の状態を示すハンド部の側面図である。
【図８】（Ａ)は、図５に示されるハンド部の第２把持部においてワークが把持された際を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の状態を示すハンド部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には、本発明の実施の形態に係るロボットハンド１０が斜視図にて示されており、図２には、ロボットハンド１０が側面図にて示されている。なお、これらの図に適宜示される矢印ＵＰはロボットハンド１０の上方を示し、矢印ＦＲはロボットハンド１０の前方を示し、矢印ＲＨはロボットハンド１０の右方を示す。
【００２１】
これらの図に示すように、ロボットハンド１０は、取付部１２を備えている。取付部１２は矩形板状の第１取付プレート１４を有しており、第１取付プレート１４が、ロボット９０に装着されている（図３参照）。また、取付部１２は、第１取付プレート１４の下方において、矩形板状の第２取付プレート１６を有しており、第２取付プレート１６は第１取付プレート１４と対向して配置されている。
【００２２】
第１取付プレート１４及び第２取付プレート１６には、各々の角部において、それぞれ略円柱形状のガイドピン１８が上下方向に沿って挿通されており、ガイドピン１８の先端（下端）に設けられたネジ部にナット２０が螺合されている。また、第１取付プレート１４と第２取付プレート１６との間には、ガイドピン１８に対応して圧縮コイルスプリング２２が設けられており、圧縮コイルスプリング２２内にガイドピン１８が挿通されている。圧縮コイルスプリング２２は、第１取付プレート１４及び第２取付プレート１６をそれぞれ離間させる方向（上下方向）へ付勢している。これにより、第２取付プレート１６は第１取付プレート１４に対して接離する方向（上下方向）へ相対移動可能に取付けられている。
【００２３】
第２取付プレート１６の下方には、略直方体ブロック状の本体部２４が設けられている。本体部２４は、第２取付プレート１６に固定されて、第２取付プレート１６から下方へ突出されている。本体部２４内には、後述する可動部２６、２８を駆動させるためのエア駆動部（図示省略）が内蔵されている。
【００２４】
本体部２４の下部には、前方から見て断面略逆Ｌ字形状の一対の可動部２６、２８が左右方向に対向して設けられている。可動部２６、２８は、略板状のベース部２６Ａ、２８Ａを有しており、ベース部２６Ａ、２８Ａは、本体部２４の下部において、本体部２４に対して左右方向へ移動可能に取付けられている。また、ベース部２６Ａ、２８Ａ（可動部２６、２８）には、前述したエア駆動部が連結されており、エア駆動部の駆動によって、ベース部２６Ａ、２８Ａ（可動部２６、２８）は互いに接離する方向へ移動可能に構成されている。また、一対のベース部２６Ａ、２８Ａには、左右方向内側の部分において、略板状のプレート部２６Ｂ、２８Ｂが一体に設けられており、プレート部２６Ｂ、２８Ｂはベース部２６Ａ、２８Ａから下方へ突出されている。
【００２５】
一対のプレート部２６Ｂ、２８Ｂの左右方向外側には、それぞれ略直方体ブロック状の取付アーム３０、３２が設けられている。取付アーム３０、３２は、上方の部分において、ボルト等によってプレート部２６Ｂ、２８Ｂに締結されて、取付アーム３０、３２が可動部２６、２８から下方へ突出されている。
【００２６】
一対の取付アーム３０、３２の間には、可動部２６、２８の下方において、一対のハンド部３４、３６が設けられている。ハンド部３４、３６は、リン青銅等の非磁性体材により製作された爪部３８、４０を有している。爪部３８、４０は略直方体ブロック状に形成されており、爪部３８、４０の上方の部分が取付アーム３０、３２に固定されて、爪部３８、４０が上下方向に延伸されている。これにより、爪部３８、４０が、取付アーム３０、３２を介して、可動部２６、２８に取付けられて、一対の爪部３８、４０（ハンド部３４、３６）は、図５（Ａ）に示される閉位置（爪部３８、４０が互いに最も接近した位置）と図５（Ｂ）に示される開位置（爪部３８、４０が互いに最も離間された位置）との間で移動可能に構成されている。
【００２７】
一対の爪部３８、４０の互いに対向する面（左右方向内側面）には、先端（下端）の位置において、一対の第１把持部４２、４４が設けられている。第１把持部４２、４４は、左右方向に対して直交する方向に沿って各々配置されている。これにより、図７（Ａ)及び図７（Ｂ）に示すように、例えば、矩形状の断面を有するワークＷを把持する際には、爪部３８、４０が、第１把持部４２、４４の部位において、ワークＷの側面を把持できるように構成されている。
【００２８】
また、一対の爪部３８、４０の互いに対向する面には、第１把持部４２、４４の上方において、第２把持部４６、４８が設けられている。第２把持部４６、４８は、前方から見て断面略Ｖ字形の溝状に形成されると共に、前後方向に延伸されている。また、第２把持部４６、４８は、互いに対向する位置に配置されて、左右方向内側へ開口されている。これにより、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、例えば、円形状の断面を有するワークＷを把持する際には、爪部３８、４０が、第２把持部４６、４８の部位において、ワークＷの外周部を把持できるように構成されている。さらに、爪部３８、４０の先端部には、左右方向外側の部分において、断面略矩形状の段部５０、５２が設けられており、段部５０、５２は前後方向に沿って延伸されている。
【００２９】
さらに、ハンド部３４、３６は、リン青銅等の非磁性体材により製作された一対のカバー部５４、５６を有しており、カバー部５４、５６は、爪部３８、４０の左右方向外側にそれぞれ配置されている。カバー部５４、５６は、吸着対象であるワークＷに隣接したワークＷがハンド部３４、３６に吸着されることを防止するためのものである。カバー部５４、５６は、略直方体状に形成されて、ボルト５８、６０によって爪部３８、４０に取付けられている。また、カバー部５４、５６の先端（下端）面は、爪部３８、４０の先端（下端）面と面一に配置されており、カバー部５４、５６の先端部と爪部３８、４０の段部５０、５２によって、凹部６２、６４が形成されている。さらに、カバー部５４、５６の先端部には、左右方向外側の部分において、傾斜面５４Ａ、５６Ａが設けられており、傾斜面５４Ａ、５６Ａは下方へ向かうに従い左右方向内側へ傾斜されている。
【００３０】
図４に示すように、爪部３８、４０とカバー部５４、５６との間には、磁性体により製作されたヨーク６６、６８が設けられており、ヨーク６６、６８は略長尺板状に形成されている。ヨーク６６、６８は、上下方向に沿って延伸されると共に、爪部３８、４０とカバー部５４、５６とで狭持されており、ヨーク６６、６８の外周部が、爪部３８、４０及びカバー部５４、５６に覆われている。ヨーク６６、６８の先端部（下端部）は、略クランク状に屈曲されると共に、前述した凹部６２、６４内に配置されており、これにより、ヨーク６６、６８の先端部のみが、爪部３８、４０及びカバー部５４、５６から露出されている。また、ヨーク６６、６８の先端は、爪部３８、４０の先端面及びカバー部５４、５６の先端面に対して下方へ突出されており、この突出されている部分が吸着部７０、７２とされている。
【００３１】
一対の爪部３８、４０内には、第２把持部４６、４８の上方の位置において、永久磁石により構成されたマグネット部７４、７６がそれぞれ内蔵されている（図４では、マグネット部７４、７６における左右方向中間部の線は磁極の境界を示しており、斜線によってＮ極又はＳ極の磁極の領域を示している）。マグネット部７４、７６の左右方向内側には、連結部としての磁性体により製作された略円筒状のスペーサ７８、８０が設けられており、マグネット部７４、７６は、スペーサ７８、８０を介してボルト５８、６０によって固定されている。また、マグネット部７４、７６は左右方向に互いに対向して配置されており、マグネット部７４、７６の左右方向外側の面がヨーク６６、６８と面当接されている。これにより、マグネット部７４、７６は爪部３８、４０及びカバー部５４、５６から露出されていない。
【００３２】
さらに、マグネット部７４、７６の磁極は、左右方向に沿って配列されており、マグネット部７４、７６の互いに対向する磁極が反対の磁極になるように、マグネット部７４、７６が配置されている。つまり、右側の爪部３８に設けられたマグネット部７４と左側の爪部４０に設けられたマグネット部７６とでは、それぞれＮ極が右方に配置されると共に、Ｓ極が左方に配置されている。これにより、ヨーク６６では、上側（マグネット部７４側）の部分の磁極がＳ極にされており、下側（吸着部７０側）の部分の磁極がＮ極とされている。また、スペーサ７８では、右側（マグネット部７４側）の部分の磁極がＮ極とされており、左側（マグネット部７４とは反対側）の部分の磁極がＳ極とされている。一方、ヨーク６８では、上側（マグネット部７６側）の部分の磁極がＮ極とされており、下側（吸着部７２側）の部分の磁極がＳ極とされている。また、スペーサ８０では、左側（マグネット部７６側）の部分の磁極がＳ極とされており、右側（マグネット部７６とは反対側）の部分の磁極がＮ極とされている。なお、図４では、ヨーク６６、６８における上下方向中間部の線、及びスペーサ７８、８０における左右方向中間部の線は、磁極の境界を示しており、斜線によってＮ極又はＳ極の磁極の領域を示している。以上により、左右の吸着部７０、７２において、磁性体により形成されたワークＷを吸着できるように構成されている。
【００３３】
また、前述したスペーサ７８、８０には、左右方向内側面において、それぞれボルト５８、６０の頭部を収容するための略円錐形状のザグリ部７８Ａ、８０Ａが設けられており、ザグリ部７８Ａ、８０Ａ内にボルト５８、６０の頭部が収容されている。
【００３４】
さらに、一対のハンド部３４、３６が閉位置に移動された際には、スペーサ７８、８０の左右方向内側面が互いに面当接されるように、スペーサ７８、８０のそれぞれの厚さＴ１、Ｔ２の寸法が設定されている。このため、一対のハンド部３４、３６が閉位置に移動された際には、スペーサ７８とスペーサ８０とが連結されるため、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線は、スペーサ８０とスペーサ７８との間の空気を介さずに、スペーサ７８、８０内を高密度で伝搬される（図５（Ａ)の矢印参照）。
【００３５】
一方、一対のハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際（閉位置から開位置へ向けて移動された際）には、スペーサ７８とスペーサ８０とが互いに離間されるため、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線が、スペーサ７８とスペーサ８０との間の空気中を低密度で伝搬する。これにより、スペーサ７８、８０が互いに連結されない際に比して、スペーサ７８、８０が互いに連結された際に、吸着部７０から放出される磁力線（磁束）及び吸着部７２に入射される磁力線（磁束）が多くなるため、吸着部７０，７２における磁力が強くなる。したがって、一対のハンド部３４、３６が閉位置に配置された際のワークＷに対する吸着力が、一対のハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際のワークＷに対する吸着力に比して高くなるように構成されている。
【００３６】
一方、図５（Ｂ）に示すように、本体部２４の前方の面には、略逆Ｌ字形板状のブラケット８２が取付けられている。ブラケット８２は、本体部２４から下方へ延設されている。ブラケット８２の下方の部分は、後方へ折り曲げられて、一対のプレート部２６Ｂ、２８Ｂの間に配置されており、この部分がセンサ取付部８４とされている。
【００３７】
ブラケット８２のセンサ取付部８４には、検出部としてのセンサ８６が設けられている。このセンサ８６は光反射型センサとして構成されており、センサ８６は、下方へ向けて光を照射して、ワークＷによって反射された反射光を受光可能に構成されている。これにより、ハンド部３４、３６の閉位置以外の位置において、爪部３８、４０がワークＷを把持した際、又は、ヨーク６６、６８の吸着部７０、７２がワークＷを吸着した際に、センサ８６から照射された光がワークＷに反射されて、この反射光をセンサ８６が受光することで、ワークＷの有無を検出可能に構成されている（図５（Ｂ）では、爪部３８、４０の開位置において、吸着部７０、７２がワークＷを吸着した際を示している）。
【００３８】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００３９】
本実施の形態のロボットハンド１０では、ヨーク６６、６８に吸着部７０、７２がそれぞれ設けられており、ヨーク６６、６８は、マグネット部７４、７６にそれぞれ当接されている。このため、ヨーク６６、６８（吸着部７０、７２）が磁化されている。また、吸着部７０、７２は、ハンド部３４、３６の先端部に設けられると共に、ハンド部３４、３６の先端から突出されている。
【００４０】
初めに、乱積みされたワークＷを吸着部７０、７２に吸着させてワークＷを取り出す際には、ロボットハンド１０の先端部をワークＷへ向けてロボットハンド１０をワークＷに接近させる。
【００４１】
この際に、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、例えば、ワークＷの重量が比較的重い場合には、ハンド部３４、３６を閉位置に移動（配置）させる。一方、ワークＷの重量が比較的軽く、ワークＷの長さが長い場合には、ハンド部３４、３６を閉位置以外の位置（例えば、開位置）へ移動（配置）させる。
【００４２】
この状態で、吸着部７０、７２をワークＷに接触させることで、吸着部７０、７２の磁力によってワークＷが吸着部７０、７２に吸着される。これにより、乱積みされたワークＷからワークＷが取り出される。
【００４３】
そして、吸着部７０、７２にワークＷを吸着させた状態でロボットハンド１０を仮置き場へ移動させる。この際に、ハンド部３４、３６が閉位置以外の位置へ配置されている場合には、スペーサ７８、８０は互いに面当接されていないため、センサ８６がワークＷへ向けて光を照射して、ワークＷによって反射された反射光をセンサ８６が受光する。これにより、センサ８６によってワークＷが検出されて、ワークＷがロボットハンド１０に吸着されていることが検出される。
【００４４】
ロボットハンド１０が仮置き場へ移動された際には、仮置き場に設けられた引掛け部等にワークＷを引掛けさせて、ワークＷを吸着部７０、７２から離脱させる。これにより、ワークＷが仮置き場に配置される。
【００４５】
この後に、ワークＷの形状に対応して、本体部２４のエア駆動部を駆動させて、一対のハンド部３４、３６を互いに離間させる方向へ移動させる。そして、ワークＷの断面形状が矩形状に形成されている場合には、一対の爪部３８、４０の第１把持部４２、４４の間にワークＷが配置されるように、ロボットハンド１０を移動させる。また、ワークＷの断面形状が円形状に形成されている場合には、一対の爪部３８、４０の第２把持部４６、４８の間にワークＷが配置されるように、ロボットハンド１０を移動させる。
【００４６】
この状態で、エア駆動部を駆動させて、一対のハンド部３４、３６を互いに接近する方向へ移動させる。これにより、ワークＷがハンド部３４、３６に把持される。そして、ハンド部３４、３６がワークＷを把持した状態で、ワークＷを所定の組付け位置に配置させる。
【００４７】
また、この際には、スペーサ７８、８０が互いに面当接されていないため、センサ８６がワークＷへ向けて光を照射して、ワークＷによって反射された反射光をセンサ８６が受光する。これにより、ワークＷがロボットハンド１０に把持されていることが検出される。
【００４８】
ここで、ロボットハンド１０では、互いに対向する磁極が反対になるようにマグネット部７４、７６が配置されており、ハンド部３４、３６が閉位置に移動（配置）された際に、スペーサ７８とスペーサ８０とが互いに当接することで、一対のマグネット部７４、７６が互いに連結される。
【００４９】
このため、一対のハンド部３４、３６が閉位置に移動された際には、スペーサ７８とスペーサ８０とが連結されるため、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線は、スペーサ８０とスペーサ７８との間の空気を介さずに、スペーサ７８、８０内を高密度で伝搬される。
【００５０】
一方、一対のハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際には、スペーサ７８とスペーサ８０とが互いに離間されるため、スペーサ８０からスペーサ７８へ向かう磁力線が、スペーサ７８とスペーサ８０との間の空気中を低密度で伝搬する。これにより、スペーサ７８、８０が互いに連結されない際に比して、スペーサ７８、８０が互いに連結された際に、吸着部７０から放出される磁力線（磁束）及び吸着部７２に入射される磁力線（磁束）が多くなるため、吸着部７０，７２における磁力が強くなる。したがって、一対のハンド部３４、３６が閉位置に配置された際のワークＷに対する吸着力が、一対のハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に配置された際のワークＷに対する吸着力に比して高くなる。これにより、マグネット部７４、７６に永久磁石を用いても、ワークＷの重量に対応してワークＷに対する吸着力を高くできる。
【００５１】
また、スペーサ７８、８０が磁性体により構成されており、ハンド部３４、３６が閉位置に移動された際に、スペーサ７８とスペーサ８０とが互いに当接する。このため、簡易な構成でマグネット部７４とマグネット部７６とを連結できる。さらに、スペーサ７８、８０の厚さＴ１、Ｔ２の寸法を設定することで、マグネット部７４、７６を容易に連結させることができる。また、ハンド部３４、３６が閉位置に移動された際には、マグネット部７４とマグネット部７６とが直接当接されないため、マグネット部７４、７６の耐久性及び耐磨耗性を向上できる。
【００５２】
さらに、ワークＷを吸着する吸着部７０、７２がヨーク６６、６８に設けられており、吸着部７０、７２が露出された状態でヨーク６６、６８及びマグネット部７４、７６が非磁性体により形成されたハンド部３４、３６に覆われている。このため、ハンド部３４、３６がワークＷを吸着する際に、例えば、吸着対象であるワークＷ以外のワークＷにハンド部３４、３６が接触しても、当該ワークＷがハンド部３４、３６に吸着されることを抑制できる。
【００５３】
また、ハンド部３４、３６には、ワークＷを吸着する吸着部７０、７２が設けられている。これにより、吸着部７０、７２がハンド部３４、３６に一体に設けられているため、ハンド部３４、３６とは別に吸着部７０、７２を設けるためのハンド部を設ける必要がなくなる。これにより、ロボットハンド１０の体格を小型化できる。
【００５４】
さらに、一対の爪部３８、４０には、それぞれマグネット部７４、７６が内蔵されている。また、一対のマグネット部７４、７６には、磁性体により形成されたヨーク６６、６８がそれぞれ当接されており、ヨーク６６、６８に吸着部７０、７２が設けられている。このため、ヨーク６６、６８（吸着部７０、７２）が磁化されて、吸着部７０、７２においてワークＷが吸着される。これにより、ワークＷを吸着する際には、マグネット部７４、７６とワークＷとが直接接触しないため、マグネット部７４、７６にワークＷを直接吸着させる場合に比して、マグネット部７４、７６の耐久性及び耐磨耗性を向上できる。
【００５５】
また、吸着部７０、７２がハンド部３４、３６の延伸方向の先端部に設けられている。これにより、ワークＷを吸着させる際のハンド部３４、３６の移動方向とハンド部３４、３６の延伸方向とを一致させることで、ハンド部３４、３６の移動時に、ワークＷを収容する収容箱の側壁や吸着対象であるワークＷ以外のワークＷにハンド部３４、３６が干渉することを抑制できる。しかも、吸着部７０、７２が、爪部３８、４０の先端面及びカバー部５４、５６の先端面から突出されているため、ワークＷを吸着部７０、７２に確実に吸着できる。
【００５６】
さらに、吸着部７０がハンド部３４に設けられており、吸着部７２がハンド部３６に設けられているため、ワークＷを一対の吸着部７０、７２に掛け渡した状態で吸着できる。しかも、一対のハンド部３４、３６を閉位置と開位置との間において移動させることで、ワークＷの長さに対応した位置に吸着部７０、７２を配置できる。
【００５７】
また、一対のハンド部３４、３６の間には、センサ８６が設けられており、ハンド部３４、３６が閉位置以外の位置に移動（配置）された際に、センサ８６がワークＷに向けて光を照射してワークＷによって反射された反射光を受光することで、ワークＷの有無が検出される。このため、ワークＷがハンド部３４、３６に吸着されたか否か、又は、ワークＷがハンド部３４、３６に把持されたか否かを、１つのセンサ８６によって検出できる。
【００５８】
さらに、爪部３８、４０は、平面状に形成された第１把持部４２、４４とＶ字形溝状に形成された第２把持部４６、４８とを有している。このため、例えば、矩形状の断面を有するワークＷをハンド部３４、３６が把持する際には、ハンド部３４、３６が第１把持部４２、４４の部位においてワークＷを把持でき、円形状の断面を有するワークＷをハンド部３４、３６が把持する際には、ハンド部３４、３６が第２把持部４６、４８の部位においてワークＷを把持できる。これにより、ワークＷの断面形状に対応して、ハンド部３４、３６がワークＷを把持できる。
【００５９】
また、第１取付プレート１４と第２取付プレート１６との間には、圧縮コイルスプリング２２が設けられており、第１取付プレート１４は第２取付プレート１６に対して上下方向に相対移動可能に構成されている。このため、仮に、ワークＷを収容する収容箱や吸着対象であるワークＷ以外のワークＷに、ハンド部３４、３６が干渉した場合には、圧縮コイルスプリング２２の付勢力に抗して、ハンド部３４、３６がロボットハンド１０の上方へ移動（退避）できる。さらに、吸着部７０、７２にワークＷを吸着させる際に、ロボットハンド１０をワークＷに向けて移動させ過ぎた場合でも、圧縮コイルスプリング２２の付勢力に抗して、ハンド部３４、３６がロボットハンド１０の上方へ移動される。このため、ロボットハンド１０を移動させる移動誤差を許容でき、吸着部７０、７２の耐久性及び耐磨耗性を向上できる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、スペーサ７８、８０が磁性体により構成されている。これに替えて、スペーサ７８、８０を永久磁石により構成してもよい。また、スペーサ７８、８０を、例えば、円環状に形成された複数のワッシャを重ね合わせて構成してもよい。
【００６１】
また、本実施の形態では、マグネット部７４、７６が、左右方向に沿って、互いに対向して配置されているが、マグネット部７４、７６が、左右方向と直交する方向にずれて配置されてもよい。つまり、スペーサ７８、８０によって、マグネット部７４、７６が連結される構成にされていればよい。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、爪部３８、４０の先端面及びカバー部５４、５６の先端面から吸着部７０、７２が突出されている。これに替えて、吸着部７０、７２を凹部６２、６４内に配置させて、吸着部７０、７２を爪部３８、４０の先端面及びカバー部５４、５６の先端面から突出されないように配置してもよい。
【００６３】
また、本実施の形態では、第２把持部４６、４８が、断面Ｖ字形の溝状に形成されているが、第２把持部４６、４８の断面形状はこれに限らない。例えは、第２把持部４６、４８の断面形状を矩形状や円形状にしてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ロボットハンド
３４ ハンド部
３６ ハンド部
６６ ヨーク
６８ ヨーク
７０ 吸着部
７２ 吸着部
７４ マグネット部
７６ マグネット部
７８ スペーサ（連結部）
８０ スペーサ（連結部）
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置されると共に、対向方向において閉位置と開位置との間で移動可能にされ、ワークを把持する一対のハンド部と、
磁性体により形成されると共に、一対の前記ハンド部にそれぞれ設けられ、前記ワークを吸着するヨークと、
永久磁石により構成されると共に、一対の前記ヨークの間において一対の前記ヨークにそれぞれ連結され、互いに対向する磁極が反対になるようにかつ磁極の配列方向を前記対向方向に沿った状態に配置された一対のマグネット部と、
磁性体又は永久磁石により構成されると共に、一対の前記マグネット部の間において一対の前記マグネット部にそれぞれ連結され、前記ハンド部が前記閉位置に移動された際に互いに当接することで一対の前記マグネット部を連結させる一対の連結部と、
を備えたロボットハンド。
【請求項２】
前記連結部は磁性体により構成されたスペーサとされた請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記ヨークは、前記ワークを吸着する吸着部を有し、
前記ハンド部は、非磁性体により形成され、前記吸着部を露出させた状態で前記ヨーク及び前記マグネット部を覆う請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項１】
対向して配置されると共に、対向方向において閉位置と開位置との間で移動可能にされ、ワークを把持する一対のハンド部と、
磁性体により形成されると共に、一対の前記ハンド部にそれぞれ設けられ、前記ワークを吸着するヨークと、
永久磁石により構成されると共に、一対の前記ヨークの間において一対の前記ヨークにそれぞれ連結され、互いに対向する磁極が反対になるようにかつ磁極の配列方向を前記対向方向に沿った状態に配置された一対のマグネット部と、
磁性体又は永久磁石により構成されると共に、一対の前記マグネット部の間において一対の前記マグネット部にそれぞれ連結され、前記ハンド部が前記閉位置に移動された際に互いに当接することで一対の前記マグネット部を連結させる一対の連結部と、
を備えたロボットハンド。
【請求項２】
前記連結部は磁性体により構成されたスペーサとされた請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記ヨークは、前記ワークを吸着する吸着部を有し、
前記ハンド部は、非磁性体により形成され、前記吸着部を露出させた状態で前記ヨーク及び前記マグネット部を覆う請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１８０７６（Ｐ２０１３−１８０７６Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２９３９（Ｐ２０１１−１５２９３９）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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