JPH054143A - マグネツトチヤツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作物に対して、バッキングプレートへの着
磁力とシューへ押しつける力とを個別に制御できるマグ
ネットチャックを提供する。 【構成】 前部回転軸２とバッキングプレート４を、非
磁性材料の中心軸５とスペーサ６により複数の磁性材料
７、８により形成し、電磁マグネット１０による磁束を
バッキングプレート４と工作物Ａの間だけで通すように
する。シュー１３、１４の間には、独立した電磁マグネ
ット１５を設け、工作物Ａをシュー１３、１４に引きつ
ける力を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、研削加工等の回転す
る工作物を支持するマグネットチャックに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図７の（ａ）、（ｂ）は、従来の研削加
工の工作物支持に用いられているマグネットチャックの
構造を示している。

【０００３】図に示すように、回転軸７１は、非磁性材
料からなる後部回転軸７２と、磁性材料からなる前部回
転軸７３とから構成され、前部回転軸７３の周面に、マ
グネット７４が非接触で対向配置されている。この前部
回転軸７３の端部には、磁性材料からなるバッキングプ
レート７６が取付けられ、そのバッキングプレート７６
の端面に、研削砥石Ｂで研削される工作物Ａが当接して
いる。

【０００４】また、工作物Ａの外周面は、シューブラケ
ット７７に取付けたシュー７８、７９により回転自在に
支持され、そのシューブラケット７７に取付けたフラッ
クスガイド８１が、マグネット７４のハウジング８０に
当接している。

【０００５】上記の構造では、マグネット７４により前
部回転軸７３が磁化されると、その前部回転軸の先端か
らバッキングプレート７６、工作物Ａ、シュー７８、７
９、シューブラケット７７及びフラックスガイド８１を
結ぶ磁気回路が形成され、バッキングプレート７６と工
作物Ａ、及び工作物Ａとシュー７８、７９との間に吸着
力が発生し、工作物Ａがチャックされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のマグ
ネットチャックにおいて、工作物Ａが研削力によって回
転を停止したり、砥石Ｂによってつれ回りされないよう
にするためには、バッキングプレート７６による着磁力
を強くして工作物の駆動力を大きくし、それに応じて、
工作物Ａの回転を止めるように作用するシュー７８、７
９の引きつけ力を適度に制御する必要がある。

【０００７】このため、従来は、対象となる工作物に応
じて、マグネットへの電流値やシューの材質・形状、バ
ッキングプレートの材質・形状等を種々変化させて、バ
ッキングプレートとシューのチャック力が適当な関係に
なるように設定しているが、このような方法は、条件の
選定に著しい手間がかかることになって作業能率を悪く
し、また、確実に適切な工作物のチャックが得られにく
いという問題があった。

【０００８】また、工作物Ａをバッキングプレート７６
端面に着磁する力を増加させるには、マグネット７４へ
流す電流値を上げ、バッキングプレート７６を通過する
磁束密度を増やすことで対応できるが、上述した従来の
構造では、バッキングプレート７６とシュー７８、７９
が同じ磁気回路で結ばれるために、マグネットへの電流
値を上げると、工作物とシューとの間の磁束密度も増加
し、シューへの押し付け力も同時に増大する。このた
め、バッキングプレート７６の着磁力だけを自由に増大
させることができず、工作物に対する駆動力のコントロ
ールが難しいという欠点がある。

【０００９】そこで、この発明は、バッキングプレート
の着磁力を自由に変化させることができ、工作物に対す
るチャック力を適切にコントロールすることができるマ
グネットチャックを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の第１の手段は、バッキングプレートの端
面を、非磁性材料により複数の磁性面で区画し、その複
数の磁性面に、回転軸の周面に配置したマグネットによ
って異なる磁極が磁化されるように構成したのである。

【００１１】また、この発明の第２の手段は、上記の構
造に加えて工作物の外周に、回転軸のマグネットとは独
立したマグネットを対向させる構造を採用したのであ
る。

【００１２】

【作用】上記の第１の手段においては、バッキングプレ
ートの端面に対極の磁極面が形成されるため、磁気回路
がシューを通らずにバッキングプレートと工作物の間だ
けで形成され、マグネットへ流す電流値によってバッキ
ングプレートの着磁力だけを変化させることができる。

【００１３】また、第２の手段では、上記のマグネット
とは独立したマグネットにより、バッキングプレートの
着磁力に関係なくシューに対する工作物の支持力を変化
させることができ、最適なチャック状態を設定すること
ができる。

【００１４】

【実施例】図１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１の実
施例を示している。回転軸１は、前部回転軸２と後部回
転軸３とから形成され、前部回転軸２の端部に、バッキ
ングプレート４が取付けられている。

【００１５】この前部回転軸２とバッキングプレート４
は、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように非磁性材料からな
る中心軸５と、その中心軸５の周面に配置した非磁性材
料のスペーサ６とによって、外周の表面がそれぞれ４つ
の磁性材料７、７、７、７及び８、８、８、８で分割さ
れた構造となっており、前部回転軸２とバッキングプレ
ート４を取付けた状態で、各強磁性材料７、８の端面が
互いに接し合うように設定されている。

【００１６】一方、後部回転軸３は、全体が非磁性材料
で形成され、前部回転軸２の磁束が後部へ逃げないよう
に配慮されている。

【００１７】また、バッキングプレート４は、前部回転
軸２から出た磁束が先端に向かって収束しやすいように
先細のテーパ形状で形成され、その先端部に、工作物Ａ
が当接される軸線に垂直な端面９が形成されている。

【００１８】前部回転軸２の外周面には、適度なすき間
をあけて鉄芯１１の両端部１１ａ、１１ｂが対向配置さ
れており、この鉄芯１１とそれに巻回されるチャックコ
イル１２とにより電磁マグネット１０が構成されてい
る。この電磁マグネット１０では、チャックコイル１２
へ電流を流すことにより、鉄芯１１の端部の一方をＮ極
に、他方をＳ極に帯磁できる。

【００１９】また、バッキングプレート４の先端側下方
には、工作物Ａの外周面に摺接する２つのシュー１３、
１４が配置され、そのシュー１３、１４の間に、上記電
磁マグネット１０とは独立した電磁マグネット１５が設
置されている。このマグネット１５は、鉄芯１６とチャ
ックコイル１７とから成り、鉄芯１６の一方の端部１６
ａが工作物Ａの外周面に適度なすき間をあけて対向して
いる。

【００２０】上記のような構造で成るマグネットチャッ
クにおいては、電磁マグネット１０の鉄芯１１の上側端
部１１ａをＮ極に磁化させると、前部回転軸２とバッキ
ングプレート４における上側の強磁性材料７、８の１個
又は２個がＳ極となり、下側になる強磁性材料７、８の
１個又は２個がＮ極に帯磁される。

【００２１】この場合、磁束は、図１（ａ）に示すよう
に、鉄芯の上端端部（Ｎ極）１１ａから、前部回転軸２
の上側表面→バッキングプレート４の上側表面→工作物
Ａ→バッキングプレート４の下側表面→前部回転軸２の
下側表面を通り、鉄芯１１の下側端部（Ｓ極）１１ｂに
入る。

【００２２】このように磁気回路がバッキングプレート
４の端面９と工作物Ａの間で形成され、シュー１３、１
４を通らないため、電磁マグネット１０のチャックコイ
ル１２に対する電流値を変えることにより、バッキング
プレート４と工作物Ａ間の着磁力だけを変化させること
ができ、工作物Ａに対するチャック力を簡単に制御する
ことができる。

【００２３】一方、上記のように磁気回路がシュー１
３、１４を通らないようにすると、工作物をシューへ押
し付ける力が減少し、研削力等によって工作物Ａが浮き
上りやすい状態になるが、これは、マグネット１５の工
作物Ａに面する鉄芯１６の端部１６ａをＮ極に磁化さ
せ、その鉄芯１６と常にＳ極に磁化される工作物Ａの下
面との間で工作物をシュー１３、１４に引きつける力を
発生させることで対処することができる。この場合、マ
グネット１５のチャックコイル１７への電流値を変える
ことにより、バッキングプレート４の着磁力とは関係な
くシュー１３、１４への引きつけ力を制御することがで
きるので、工作物Ａを浮き上らせることない条件を簡単
に見出すことができる。

【００２４】図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第２の
実施例を示す。この例では、非磁性材料で形成した回転
軸２１の先端部外周に、２個の電磁マグネット２２、２
３を対向配置し、その電磁マグネット２２、２３の鉄芯
２４、２５を、回転軸２１を囲む磁性体リング２６によ
り連結している。

【００２５】また、バッキングプレート２７は、第１の
実施例と同様に、非磁性材料の中心軸２８とスペーサ２
９とによって外周の表面を４つの磁性材料３０に分割し
た構造となっているが、その後端の端面２７ａを回転軸
２１より突出させ、電磁マグネット２２、２３の各鉄芯
２４、２５の端部に適度なすき間をあけて対向させてい
る。

【００２６】上記の構造においては、各電磁マグネット
２２、２３の鉄芯２４、２５にＮ極とＳ極を逆向きにし
て磁化すると、磁束は、上側の鉄芯２４の端部（Ｎ極）
からバッキングプレート２７の上側→工作物Ａ→バッキ
ングプレート２７下側→下側の鉄芯２５の端部（Ｓ極）
に入り、その鉄芯２５の他端（Ｎ極）から上側の鉄芯２
４の他端（Ｓ極）に入る。

【００２７】このように、電磁マグネット２２、２３の
磁気回路がバッキングプレート２７と工作物Ａを通り、
シュー１３、１４には通らないため、工作物のバッキン
グプレートへの着磁力と、工作物をシューへ押しつける
力を個別に制御することができる。

【００２８】図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第３の
実施例を示す。この例では、前部回転軸３１を、その回
転軸の後側から中心軸に沿って前側の端面まで延びる磁
性材料３２と、前側の外周側に配置される磁性材料３３
と、その両磁性材料３２、３３を分離する非磁性材料３
４とから形成し、各磁性材料３２、３３の外周に、電磁
マグネット３５の鉄芯３６の各端部３６ａ、３６ｂを対
向配置している。

【００２９】また、バッキングプレート３７を、図４の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような特殊な形状の非磁
性材料３８と、２つの磁性材料３９、４０で形成し、そ
の各磁性材料３９、４０が、バッキングプレート３７の
後側端面４１で前部回転軸３１の各磁性材料３２、３３
に当接すると共に、工作物Ａが当接する前側端面４２で
２つの磁性面４３、４４を形成するように設定されてい
る。

【００３０】さらに、シュー４５、４６の間に配置した
電磁マグネット４７のチャックコイル４９に、電流の向
きを交互に変化させる電源回路（図示略）を接続し、鉄
芯４８の端部にＮ極とＳ極を切り替えて磁化できるよう
にしている。

【００３１】上記の構造では、電磁マグネット３５の鉄
芯３６の上側端部３６ａをＮ極に磁化させると、磁束
は、磁性材料３２により前部回転軸３１の後側から中心
部を通り、次に、磁性材料３９によってバッキングプレ
ート３７の中心から前側端面４２の上側の磁性面４３に
至り、工作物Ａからバッキングプレート３７外周の磁性
材料４４と、前部回転軸３１外周の磁性材料４０を通っ
て、Ｓ極である鉄芯３６の下側端部３６ｂに入る。

【００３２】このように、この例の構造では、前部回転
軸３１が回転しても回転軸内部の磁極が回転せず固定状
態にあるため、ヒステリシスロスが発生しない。これに
対して、前述した第１と第２実施例の構造では、回転軸
の回転と共にＮ極とＳ極が変化するため、ヒステリシス
ロスが発生しやすい傾向がある。

【００３３】また、上記の構造では、工作物Ａの回転と
共に電磁マグネット４７に向き合う工作物の磁極も変化
するため、工作物の回転と同期させて鉄芯４８の端部の
Ｎ極とＳ極を切り替え、常に工作物の下側と異なる極を
工作物側に面させるようにする。これにより、工作物Ａ
を常時シュー４５、４６に押し付ける力を発生させるこ
とができ、安定した工作物の回転を行なうことができ
る。

【００３４】図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第４の
実施例を示す。この例は、上記の第３実施例と同様に、
磁極の変化によるヒステリシスロスの防止を目的とする
もので、前部回転軸５１は第３実施例と同じ構造で形成
されている。また、バッキングプレート５２を、環状の
非磁性材料５３によって分割される中心側の磁性材料５
４と外周側の磁性材料５５とで形成し、回転軸が回転し
ても前部回転軸５１とバッキングプレート５２の磁極が
常に固定状態にあるようにしている。

【００３５】なお、上記の例では、工作物Ａの外周側の
磁極は一定であるため、シュー５６、５７の間に配置し
た電磁マグネット５８の鉄芯５９の磁極は、第３実施例
の様に工作物の回転と同期して変化させる必要がなく、
一定のままでよい。

【００３６】図６の（ａ）、（ｂ）は、第５の実施例を
示している。この例は、前述した第２実施例と第４実施
例を合わせたような構造であり、バッキングプレート６
２の外周側の磁性材料６３を、磁性材料で形成した前部
回転軸６１の周面より半径方向に突出させ、その磁性材
料６３に、電磁マグネット６５、６６の鉄芯６７、６８
の一方の端部を対向させている。また、各電磁マグネッ
ト６５、６６の鉄芯６７、６８の他方の端部には、前部
回転軸６１に連結するフラックスガイド６９、６９を対
向させている。なお、上記の電磁マグネットは、３個以
上設けてもよい。

【００３７】上記の構造では、磁性材料６３に対向する
鉄芯６７の端部をＮ極に磁化させると、磁束は、バッキ
ングプレート６２の外周側から、工作物Ａ→バッキング
プレート６２の中央側の磁性材料６４→前部回転軸６１
を通り、フラックスガイド６９、６９を介してＳ極とな
る鉄芯６７、６８の端部に入る。

【００３８】

【効果】以上のように、この発明の第１の手段では、マ
グネットによる磁気回路を、シューを通さずにバッキン
グプレートと工作物の間で形成するようにしたので、バ
ッキングプレート着磁力だけを独自に変化させることが
でき、工作物に対する最適なチャック力を容易に設定す
ることができる。

【００３９】また、第２の手段では、工作物をシューに
押しつける力を、工作物のバッキングプレートへの着磁
力とは独立して制御できるので、工作物の浮き上りを確
実に防止することができ、安定した回転状態を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ａは第１実施例の一部縦断正面図、ｂはそのｂ
−ｂ線に沿った断面図、ｃはｃ−ｃ線に沿った断面図

【図２】ａは第２実施例の一部縦断正面図、ｂはそのｂ
−ｂ線に沿った断面図、ｃはｃ−ｃ線に沿った断面図

【図３】ａは第３実施例の一部縦断正面図、ｂはそのｂ
−ｂ線に沿った断面図、ｃはｃ−ｃ線に沿った断面図

【図４】ａは第３実施例のバッキングプレートの後面
図、ｂはその前面図、ｃはｂのｃ−ｃ線に沿った断面図

【図５】ａは第４実施例の一部縦断正面図、ｂはそのｂ
−ｂ線に沿った断面図、ｃはｃ−ｃ線に沿った断面図

【図６】ａは第５実施例の一部縦断正面図、ｂはそのｂ
−ｂ線に沿った断面図

【図７】ａは従来例の正面図、ｂはその前面図

【符号の説明】

１、２１ 回転軸 ２、３１、５１、６１ 前部回転軸 ４、２７、３７、５２、６２ バッキングプレート ８、３０、３９、４０、５４、５５、６３、６４ 磁性
材料 ９、４２ 端面 １０、２２、２３、３５、６５、６６ 電磁マグネット １３、１４、４５、４６、５６、５７ シュー １５、４７、５８ 電磁マグネット Ａ 工作物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面にマグネットが非接触で配置される
   回転軸に、バッキングプレートを取付け、このバッキン
   グプレートの端面に当接させた工作物の外周を、シュー
   で支持したマグネットチャックにおいて、上記バッキン
   グプレートの端面を、非磁性材料により複数の磁性面で
   区画し、その複数の磁性面に上記マグネットによって異
   なる磁極が磁化されるように構成したことを特徴とする
   マグネットチャック。
2. 【請求項２】 上記工作物の外周に、回転軸のマグネッ
   トとは独立したマグネットを対向させたことを特徴とす
   る請求項１に記載のマグネットチャック。