JPH01135441A - 磁力を用いた工作物保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リフト装置や工作機械に使用するＮｉｌカチ
ャックまたは工作物ホルダ等の改良された６ｆ１力保持
装置に係り、とりわけ、鉄片を適切に支持し磁力によっ
てこれを固定する磁極延長部材を備えたＩＪｆｉ力保持
装置に係る。

（従来の技術） 例えば、工作機械上に工作物を保持するｆｆｉ力を用い
た工作物保持装置の分野では、工作物の機械加工に伴っ
て、または磁力を用いて工作物を加工装置上に固定する
際、保持面から工作物に６ｎ気吸引力が加えられている
ため、工作物を歪ませないで保持することが難しい。１
ｉｆｔ力を用いた工作物保持装置は、例えば、同一発明
者によるＵＳ−Ａ−４，３５６，４６７およびＵＳ−Ａ
−４，５０７，６３５に記載されている。

こうした問題点は従来例の多（に見られ、加工物に加わ
る磁力のために工作物が弾性変形を起こすことに原因が
ある。磁力を取り去ると加工物は元の形状に復元するが
、加工精度は大幅に低下することになる。

保持しようとする工作物と磁力装置の保持面との間に適
当な楔や詰め物を挾むこと以外に、こうした問題点を解
決する具体的な装置は未だに開発されてきていない。こ
うした楔や詰め物を用いると工作物を保持面に宛てがっ
ておくことができず、加工物は局部的に歪むようになる
。

この種の装置では、機械的な詰め物によって精度が低下
し、間隙が新たに生じて有効磁束の流通条件が悪化し、
また詰め物が必要箇所に正確に配置されているかどうか
を確かめたりまた詰め物を挿入するのが困難であること
から、実際には工作物を広い面積にわたって支持表面に
宛てがうことができない、従って、こうした形式の装置
には性能について大きな制約がある。

別の周知の装置では単一の工作物を側方からクランプし
て、保持面に向けて圧縮力が作用しないように工夫して
いる。しかしながら、このような装置によると歪みが生
じ易く大きな力を加工物に加えることができない。従っ
て、側部の機械加工に用いる基準面としての表面を仕上
げるまでは、加工物には大きな加工力が加わらないよう
に繰り返して少しずつ加工していく必要がある。

６ｎカリフト装置の分野において、縦方向にだけ移動可
能な磁極延長部品を用いて、６１１束の流通条件を改善
することは周知である。しかしながら、こうした６ｎ束
条件の改善にも関わらず昇降させる磁極部品の保持には
実際には役立たない。こうした磁力延長部品がストッパ
表面に当接するまで、６８力延長部品をスライド方向に
保持しておけるだけの磁力が得られないからである。こ
のため、磁極部品は位置の調節を行なうことができない
。他の頌似する装置を用いても同じような結果しか得ら
れず、工作機械に利用することができない。

ＵＳ−Ａ−３，０８９，９８６カラ、６ｎカチヤツクニ
使用スル多６ｉｔ　ｉ　ｈａカジグは周知となっている
。こうしたジグは、下側部分と上側可動部分からできて
いる。

上側可動部分は、磁力を用いた工作物保持装置の上部扱
に宛てがわれる複数の磁極延長部材を備えている。ジグ
の上側部分と下側部分は斜めになった（ψ斜面に当接し
上側部分を下側部分に沿ってスライドさせジグの高さを
調節するようになっている。金属ポールを下側部分の穴
に押し込んで上側部分の案内縁の側面を押圧し、動きを
調節している。従って、このＵＳ−Ａ−３，０８９，９
８６は、自動的に形状によく馴染みしかも加工物の局部
的な歪みにも追随できるような、磁極延長部材を備えた
磁力装置を提案しておらず、またこうした装置について
も記述していない。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、保持しようとする工作物の表面に自動
的に宛てがわれ、有効磁束を高密度で流通させて６Ｒ束
の分散をできるだけ少なくし、同時に加工物を確実に保
持できるようにした、磁極延長部材を備えている工作物
保持装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、工作機械等に使われる工作物保持
装置の磁力保持面の磁極部品に設置するのに適した形式
の、単一磁極延長部材を提供することにある。この延長
部材によれば、箇々の機械加工の開始時期からすぐさま
大きな加工力を加えて作業を行ない、多量の素材を切削
すると共に、五（１極部品を強固に定位置に保持し、工
作物に歪みを生じさせることがない。こうした改善によ
り、工作ｍ　４１４の許容差に比べて高精度の機械加工
を行なうことができる６また、６ｆｉ極延長延長と工作
物の間に間隙を形成しないようにして理想的な磁束の流
通条件を確保し、工作物を保持する力を増加させるのに
伴って工作機械の作業能力を高めることができる。こう
して、周知の装置に比べて工具はその都度多量の素材を
工作物から切削することができる。

本発明のさらに他の目的は、工作物の前述した当接面に
適当に配置される磁極延長部材を備え、様々なサイズの
工作物を安全且つ確実に保持し、加工具から力が加わっ
ても工作物が動くことのない磁力保持装置を提供するこ
とにある。

本発明のこれらの目的およびその他の目的は、異なった
極性の６１１極部品を持つ６ｎ気的に活性化および不活
性化することのできる保持面と、当該保持面の磁極部品
に用いる磁極延長部材とを有し、当該磁極延長部材が、
固定磁極部分と傾斜面に沿ってスライドする可動磁極部
分からなるような、ｆｎ力を用いた工作物保持装置によ
り達成することができる。この磁力を用いた工作物保持
装置は、反対の極性の箇々の６０極部品にセットされる
少なくとも第１と第２の単一磁極延長部材からなり、こ
れら第１と第２の磁極延長部材の各々は磁極部材に固定
されたベース磁極部分と少なくとも１つの可動ｔｉｉ部
分から構成されていて、当該ベース磁極部分と可動磁極
部分は、前記保持面に対して角度を設けて配置された当
接面を備えており、また前記磁極延長部材の可動磁極部
分は、外に向いた工作物の保持面と、当該可動磁極部分
を案内するための案内手段とを備え、前記第１および第
２の６７１極延長部材のベース磁極部分と可動磁極部分
の前記当接面を反対の角度方向に傾斜させていることを
特徴としている。

本発明の変更例によれば、磁極延長部材の可動部分に作
用してこの可動部分を引込み位置から完全に延びきった
状態に戻す偏倚手段が使われている。

以下、添付図面に沿って本発明の一実施例につき詳細に
説明する。

（実施例） 第１図は、磁力を用いた工作物保持装置１．０、例えば
周知の方法で取り扱われる永久磁石装置を示している。

装置１０は磁力保持面１１を備えている。この磁力保持
面１１は、複数の磁極部品１２の取り付けられる基準面
を形成している。前記磁極部品は、例えば、両極ＮとＳ
を備えた矩形の磁極部品である。これら矩形の磁極部品
は、図示されていない内部磁石システムから磁気エネル
ギーを受けている。この内部磁石システムとして、例え
ば、同一発明者の先の特許に図示説明されている形式の
ものが使われる。磁極延長部材１３ａ、１３ｂは、磁力
保持装置ｌＯの両極に位置する少なくとも第１と第２の
磁極部品１２に固定され、例えば、フライス盤等の工作
機械で機械加工しなくてはならない強磁性工作物Ｐを支
持し且つ保持する動きをしている６ 第２図から第５図に概略的に示すように、箇々の磁極延
長部材１３ａ、１３ｂは、保持面１１のそれぞれの磁極
部品ごとに設けられる単一εｎ極部材の形態をしている
。箇々の磁極延長部材１３ａ、１３ｂは、磁極部品１２
に固定されるベース磁極部分１４と、上側磁極部分すな
わち可動磁極部分１５とを備えている。前記可動磁極部
分１５は、ベース磁極部分１４と可動＆ｔＩ極部弁部分
の間に位置する、傾斜当接面１６．２５の形成した傾斜
面に沿ってスライドすることができる。さらに詳しく説
明すると、図面に示すように、箇々の磁極延長部材１３
ａ、１３ｂのベース部分１４は、側壁と矩形の底面１７
を備えている。底面１７は、保持装置の箇々の磁極部品
１２の上側表面と同じ大きさから作られていて、磁束伝
達区域を接続し、できるだけ６ｎ気漏洩を少なくしてＮ
ｆｉ力が低下しないようにしている。箇々の磁極延長部
材１３ａ、１３ｂのベース部分１４は、底面１７とは反
対側に上向きの平坦面１６を備えている。この平坦面１
６は傾斜面を形成しており、このイψ斜面が同じような
（ψ斜底面２５の設けられた可動部分１５をスライド可
能に支持している。ベース部分１４と可動部分１５の当
接面１６．２５のスライド表面は、装置１０の保持面１
１に対し１５度から８０度の角度、好ましくは４０度か
ら５０度の角度をなしている。

下側固定部分１４は、上側傾斜面１６と底面１７の間に
、固定ねじＩ９を通す軸方向穴Ｉ８を備えている。前記
固定ねじ１９は、図示のように６ｉｔ力装置ＩＯの磁極
部品１２の各々に設けられたねし穴２０°にねじ込まれ
るようになっている。

箇々の＆ｆｉ極延長延長部材１３ａ３ｂのベース部分１
４の傾斜した上側表面１６には縦方向スロット２０が設
けられている。この縦方向スロット２０は、傾斜面１６
とは反対向きの傾斜側面２１から始まり、傾斜面１６の
下側縁がら少し手前の位置で終っている。第５図から明
らかなように、傾斜面１６のスロット２０の幅はこのス
ロットの最大内側幅よりも小さく、ビン２２のための縦
方向案内手段を形成している。このビン２２は、例えば
ねじ２３を用いて可動磁極部分１５の傾斜した底面２５
に固定される。前記可動６Ｂ極部分１５のｆ頃斜した底
面２５は、ベース磁極部分１４の同しような傾斜面１６
に向かい合いこの傾斜面の上部に載っている。

この実施例では、可動磁極部分１５は、工作物Ｐを磁力
により固定する上側平坦面２６を備えている。この上側
平坦面２６は、ベース磁極部分１６の底面１７に平行に
、すなわち磁力を用いた工作物保持装置の保持面■１に
平行に配置されている。ただし１本発明の原理から逸脱
することなく、前記表面２６は前述したものとは異なっ
た形状並びに配置形態で使用できることが明らかである
。

第３図および第４図に示すように、案内ビン２２はスロ
ット２０内をスライドし、この案内ビン２２の軸方向長
さは前述のスロットの軸方向長さよりも短く、磁極延長
部材の可動部分１５をベース部分１４の傾斜面ｌ已に沿
ってスライド運動させることができる。可動部分１５が
ベース部分１４に沿ってスライドするのに伴い、ｎ’Ｎ
記可動部分は、第２図に実線で示す前進位置すなわち延
長位置から同じ図面に点線で示した引込み位置に向けて
、鉛直方向且つ水平方向に移動することができる。第２
図の点線は、磁極部品が最も低い位置まで下がった状態
を示している。

第３図の例では、スプリング２７または他の偏倚手段が
スロット２０の底部分と案内ビン２２の反対の端部との
間に設置され、可動部分１５を押して持ち上がった状態
にしている。ストッパ手段を設けて、可動上側部分を前
述の延長位置と引込み位置で停止させることもできる。

例えば、ビン２２の端部またはその延長部とスロット２
０の底部分の直接接触を、ストッパ手段として利用する
こともできる。

磁極部品１３ａ、１３ｂは、ｌａ力装置ｌＯの表面１１
上に適宜向き決め配置することができる。

ただし、この向き決め配置に際し、上側可動磁極部分１
５のスライド運動により工作物Ｐが移動してはならない
。本発明によれば、隣接する一対の磁極延長部材１３ａ
、１３ｂまたは前記磁極延長部材のうちの少なくとも２
つは、これら磁極延長部材の当接面１６が互いに反対向
きになり、また磁力装置ＩＯの保持面１１に対し反対の
角度方向に（ψ糾しているように配置する必要がある。

従って、装置が磁気的に活性化されると、磁極延長部材
１３ａのベース部分１５のスライド運動は、第２の磁極
延長部材１３ｂの可動部分１５のスライド運動に対して
反対向きに行なわれ、工作物Ｐには両方向から力が加わ
る。工作物Ｐに加わる磁力の相互作用により、また一対
の磁極延長部材１３ａ、１３ｂの傾斜面１６が反対の角
度方向に向けられているため、外力が加えられても工作
物Ｐが移動するのを防ぐことができる。

本発明に係る可動磁極部分１５を持つ磁極延長部材の設
けられている磁力装置は、以下のようにして操作される
。磁力装置１０が不活性状態の時期には、箇々のｌ１ｆ
ｉ極延長部材１３ａ、１３ｂの上側可動部分１５はスプ
リング２７により初期延長位置に押し上げられている。

機械加工される工作物■〕を磁極延長部材１３ａ、１３
ｂ上にまたはこうした磁極延長部材の一部のものに載せ
ると、工作物Ｐを載せた磁極延長部材の可動Ｅｆ１極部
分１５はこの工作物の重量を受けて下降し、スプリング
２７を圧縮するようになる。箇々の可動部分１５が各々
のベース部分１４のｆψ斜当接面１６上を独立してスラ
イド運動できるため、磁力装置ｌＯの固定基準面１１か
ら箇々の磁極延長部材の工作物Ｐの据付は面２６に至る
距離は、それぞれの単一磁極延長部材の長さまたは丈に
見合う範囲で自動的に変化し、工作物Ｐを局部的に歪ま
せたりまたは変形させてしまうこともある。従って、第
１図に示すように反対の極性を備えた１組の磁極部品１
２と、これに見合う数の単一磁極延長部材１３ａ、１３
ｂを設置すれば、歪みや変形を工作物Ｐの形状に自動的
に馴染ませることのできる工作物用の据付は面が得られ
る。磁極延長部材１３ａ、１３ｂが可動部分１５を最大
延長位置に保持するスプリング２７を備えている例では
、こうした馴染み操作は磁力装置１０が不活性の状態の
時に行なわれる。傾斜面に沿った可動部分１５のスライ
ド運動を一定の節回内に維持できる例では、磁力装置の
活性化に伴って工作物Ｐの馴染み操作が行なわれるため
、偏倚スプリング２７は省略することができる。

いずれの場合にも、装置１０が磁気的に活性化されれば
、工作物Ｐの形状に既に馴染んだ状態にあるすべての磁
極延長部材１３ａ’　、１３ｂ’の可動部分１５はその
ままの状態に磁気的に固定され、（−斜面１６．２５の
相対する作用により工作物Ｐが鉛直方向且つ水平方向に
移動するのを阻止することができる。実際のところ、前
にも述べたように、箇々の１ｉｆ１＠Ａ延長部材のベー
ス部分１４に設けた可動部分１５用のスライド表面１６
の傾斜構造により、ベース部分１４の縦方向軸線の向き
に、すなわち装置の基準面１１に対し直角な向きに移動
することができ、またこの可動部分１５は同時に横方向
にも運動することができる。これに対し、工作物Ｐと可
動部分１５の間には大きなＵＲ力と摩擦力が存在し、こ
の横方向の運動に抵抗するようになっている。実際のと
ころ、接触し合う金属表面同志では摩擦係数が大きいた
めに、箇々の６ＲＨｒ延長部材の可動部分１５と工作物
Ｐの間にスリップを生じさせる力は磁石吸引力の約２５
％から３０％の大きさに相当する力である。従って、こ
の磁力は充分な大きさがあり、可動部分と固定部分が互
いにスリップするのを防ぎ、しかも工具によって加えら
れる垂直方向および水平方向の力に負けて可動部分が外
れることがないようにして、可動部分を傾斜面１６上に
確実に固定しておくことができる。さらに、磁極延長部
材と工作物Ｐ同志を安定的に宛てがうことができるため
、間隙をできるだけ少なくして磁気の漏洩を防ぎ、工作
物に向けて安定的に磁束を通すことができる。こうして
、磁力装置の磁気回路に大きな起磁力を加えなくても強
い保持力が得られ、また非常に信頼性の高い操作を行な
うことができる。信頼性が高くしかも工作物を確実に位
置決めできることに加えて、この装置は様々な従来の装
置に比べて５０％はどコストを低減し重量を軽減するこ
とができ、その他にもあらゆる点で従来のものより優れ
ている。

前述した１ｉｆ１極延長部材を備えた装置は、工作物Ｐ
を正確に安定した状態で位置決めできるため、工作機械
に利用する６ｎ気保持装置に特に適していることが判明
している。こうした磁気保持装置を用いれば工作物Ｐの
５つの表面を露出させた状態で機械加工でき、新たにク
ランプ装置やアンカー装置あるいは支持装置を設ける必
要がない。これら磁極部品は、適宜、上下を逆転させた
姿勢でＮｕ力リフト装置や磁力搬送装置に使用すること
もできる。こうした使い方をする場合、磁極延長部材も
逆さまになっており、可動部分１５は偏倚手段がなくて
も最大延長位置まで移動していく。可動部分は、それ自
身が下向きにスライドしていけるだけの重量を備えてい
る。昇降させる磁極部品に工作物を宛てがう場合、磁極
部品の前記可動部分１５は必要な長さにわたって引っ込
んで工作物Ｐの局部的な歪みや厚みのばらつきを補償し
、磁極延長部材のすべてをこうした工作物に直接接触さ
せることかできる。装置が磁気的に活性化されると、箇
々の磁極延長部材の２つの部分１４と１５は前述のよう
にしてこれら２つの部分の相対位置に固定され、工作物
を持ち上げた状態でしっかりと保持することができる。

実際のところ、こうした例でも、侑カリフト装置を動作
させると、工作物Ｐは磁力の力によって定位置に保持さ
れ可動部分はスライドすることがない。工作物は相対運
動を阻止し、磁極延長部材に対し軸方向並びに横方向に
運動するのを防いでいる。

いずれの場合にも、かなり変形した工作物にも利用でき
、高い作業能率を維持できる磁力ホルダ装置が得られる
。

本発明は矩形の磁極または対称的に配置された磁極を備
えた磁力装置に適用されるものとして記載されてきてい
るが、他にも改良を加えたりその他の用途にも使用でき
ることが明らかである。例えば、複数の磁極延長部材に
単一のベース部分１４を用い、２つまたはそれ以上の可
動部分１５の各々が箇々の傾斜面１６に沿ってスライド
するようにし、同じ磁極延長部材の傾斜面を同一方向ま
たは異なった方向に向き決めすることもできる。

また、本発明は細長い磁極部材を備えた磁力装置にも適
用することができる。この磁力装置の例では、第６図に
示すように、箇々の磁極延長部材は細長いベース部分２
８を備えている。このベース部分２８の長さと幅は、そ
れぞれ磁力装置の磁極の長さと幅に一致している。ベー
ス部分２８には適当な距離をおいて横断スロット３１が
形成されている。これら横断スロット３Ｉは、片側また
は向かい合った両側に、先の図面に示した磁極延長部材
のものと同じように可動部分２９用の傾斜スライド表面
３０を備えている。第６図では、スライド表面３０はす
べて同じ方向に傾斜向き決めされているが、これら表面
３０を反対向きに傾斜向き決めできることは当然である
。また、同じような磁極延長部材を同一の保持装置に配
置し、表面３０が反対向きに傾斜しているように構成す
ることもできる。さらに、磁極延長部材は磁力保持装置
の磁極部材に固定するのに適した別体の部品として説明
されているが、本発明に係る磁極延長部材は、例えばベ
ース磁極部分１４．２８をｆ７１力装置の６Ｒｈ部品に
一体化することにより。

６１１力装置の磁極の一体部分を構成できることも明ら
かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る磁極延長部材を備えた磁力保持
装置の斜視図である。 第２図は、矩形の磁極に適当に設置される、第１図の磁
極延長部材の側面図である。 第３図は、第２図に示す磁極延長部材の縦断面図である
。 第４図は、第３図のＦｆｉ極延長延長部材解して示すそ
れぞれのＩｉｎ極構成部分の縦断面図である。 第５図は、磁極延長部材のベース部分を示す平面図であ
る。 第６図は、それぞれが独立した複数の上側可動部分を備
えている、細長い６ｆｉ極部材に用いるＥｔｌ極延長延
長部材成した変更例を概略的に示している。 １０・・・工作物保持用ｍカ装置 １１・・・磁力保持面 １２・・・磁極部品 １３ａ、１３ｂ−−−ｉｉｆ［ｊｇ長部材１４・・・ベ
ース（下側）磁極部分 １５・・・可動（上側）Ｅｎ極部分 １６．２５・・・傾斜当接面 １７・・・ベース６ノ主極部分の矩形の底面１８・・・
ベース磁極部分に設けた軸方向穴１９・・・軸方向穴に
挿入される固定ねし２０・・・傾斜当接面に形成された
スロット２０°　・・・箇々の磁極部品に形成されたね
じ穴２２・・・ピン ２６・・・可動磁極部分の上側平坦面 ２７・・・スプリング Ｆｉｇ、２　　　　　　　　　日９．３Ｆｉｇ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁力を用いた工作物保持装置にして、異なった極性
   の磁極部品を持つ磁気的に活性化および不活性化するこ
   とのできる保持面と、前記磁極部品に用いる磁極延長部
   材とを有し、当該磁極延長部材は、反対の極性の箇々の
   磁極部品にセットされる少なくとも第１と第２の単一磁
   極延長部材を有し、これら第１と第２の磁極延長部材の
   各々はベース磁極部分と少なくとも１つの可動磁極部分
   とを備え、当該ベース磁極部分と可動磁極部分は、前記
   保持面に対して角度を設けて配置された当接面を備えて
   おり、前記磁極延長部材の可動磁極部分は、外に向いた
   工作物の保持面と、前記ベース磁極部分に沿って当該可
   動磁極部分を案内するための案内手段とを備え、前記第
   １および第２の磁極延長部材のベース磁極部分と可動磁
   極部分の前記当接面が反対の角度方向に傾斜されている
   磁力を用いた工作物保持装置。 ２、請求項１に記載の磁力を用いた工作物保持装置にお
   いて、前記傾斜当接面が、前記保持表面に対し１５度か
   ら８０度の角度、好ましくは４０度から５０度の角度を
   なしている磁力を用いた工作物保持装置。 ３、請求項１に記載の磁力を用いた工作物保持装置にお
   いて、前記磁極延長部材のベース磁極部分を磁力保持面
   に固定するための手段が設けられている磁力を用いた工
   作物保持装置。 ４、請求項１に記載の磁力を用いた工作物保持装置にお
   いて、さらに、前記可動磁極部分を延長位置に向けて押
   す偏倚手段を備えている磁力を用いた工作物保持装置。 ５、請求項１に記載の磁力を用いた工作物保持装置にお
   いて、前記磁極延長部材は、ベース磁極部分と、少なく
   とも第１および第２の可動磁極部分とを備え、前記可動
   磁極部分のためのスライド表面が同じ角度方向に傾斜さ
   れている磁力を用いた工作物保持装置。 ６、請求項１に記載の磁力を用いた工作物保持装置にお
   いて、前記磁極延長部材は、ベース磁極部分と、少なく
   とも第１および第２の可動磁極部分とを備え、前記可動
   磁極部分のためのスライド表面が反対の角度方向に傾斜
   させている磁力を用いた工作物保持装置。 ７、請求項１に記載の磁力を用いた工作物保持装置にお
   いて、前記磁極延長部材は、ベース磁極部分と、少なく
   とも第１および第２の可動磁極部分とを備え、前記可動
   磁極部分のためのスライド表面が異なった角度方向に傾
   斜されている磁力を用いた工作物保持装置。 ８、請求項１に記載の磁力を用いた工作物保持装置にお
   いて、前記磁極延長部材は矩形部材の形態をしている磁
   力を用いた工作物保持装置。 ９、請求項１に記載の磁力を用いた工作物保持装置にお
   いて、前記磁極延長部材は細長い部材の形態をしている
   磁力を用いた工作物保持装置。