JPS6212106A - 磁気保持板 - 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】 発明の分野 本発明は、保持状態と解放状態とに切換える作ｆ７１ｍ
構を備えた、永久磁石を用いた磁気保持板に関するもの
である。このような磁気保持板は磁気チャックおよびワ
ークテーブルとも呼ばれる。

発明の背景 ゛　本発明に係わる型式の磁気グーヤツクおよびワーク
テーブルは普通、機械加工またはその他の加工処理中ワ
ークを保持するのに用いられ、ワークは一般に強磁性体
からなるかまたは磁気的に吸引できる性質をもっている
。一般に、このような磁気チャックおよびワークテーブ
ル（以下の説明では磁気的に吸引可能な物体を選択的に
保持する磁気保持板と記載する）は、永久磁石および永
久磁石に対して磁極片を、互いにまたは磁石の他の組合
せ対して磁石を、透磁性部材をまたは磁気絶縁性部材を
移動させて、磁気保持板の表面にこの表面に物体を保持
する磁界が現われるまたはこの磁界を消すかまたは減衰
さけて上記表面から物体を外すことのできる状態をつく
る作動機構を有することができる。

これに関連して米国特許第３，７７５，７１７号、同第
４．３７９，２７７号、同第４，４６５，９９３号、同
第４，５４２，８９０号の各明ｍ書およびそれらに引用
された刊行物を参照することができる。

本発明は特に、基板すなわち底板上に仕切り部材で分離
された磁極片のアレイを有し、磁極片の端部および介在
する分離部材すなわち仕切り部材の縁部によって磁気的
に吸引可能な物体を受けるようにされた磁気保持板の表
面を画定するようにした上記型式の磁気保持板にある。

また共通方向に磁化された固定磁石のアレイおよび上記
共通方向に垂直な方向に磁化された可動永久磁石のアレ
イが設けられる。

作動機構は、全ての磁石からの力線が磁性板内で閉じら
れる第１の位置と全ての磁石の力線が磁極片を通って磁
性板の外部でのみ閉じ得る第２の位置との間で可ｅ磁石
のアレイを変位させ得る。

この特殊な型式の磁気保持板は、工作機械のテーブル上
に機械加工すべきワークを保持するのに利用され、永久
磁石は、第２の位置において磁気保持板の少なくとも一
つの面にこの面に対してワークを保持し得る吸引力を発
生する。

可動磁石の磁化方向が固定磁石の磁化方向に垂直である
この型式の磁性板はフランス国特許第２．０１７，３２
２号（英国特許用ｌｌ１ｌ書第１，２７４，５３３号も
参照）およびフランス国特許第２，５３６，３２１号（
米国特許第４．４６８．６４９号参照）明細書に開示さ
れている。

ここで開発したこの型式の磁気保持板においては、磁極
片および仕切り部材すなわち分離部材は長手方向におい
て磁気保持板の作動面の一部を形成するだけであり、各
磁極片および分離部材は磁性板の全幅を横切ってのびて
いる。

一方向に優勢な磁気吸引力は通常上記一方向に垂直な方
向においては比較的弱く、従って、磁気チャックにおけ
るワークの位置決めの仕方について注意しなければなら
ない。

さらに、磁気チャックに物体を不適当に位置決めした場
合には、その物体は安全に保持され得ず、作業者に危険
となり、機械加工の精度の問題が生じ、その結果高価な
ワークに損傷を生じさせ得ることになる。

発明の目的 従って、本発明の主目的は、これらの欠点を解消した改
良型の磁気保持板を提供することにある。

本発明の別の目的は、作動されたすなわちオン状態にお
いて従来の磁気チルツクまたはワークテーブルの場合よ
り相互に垂直な方向に一層一様に磁化する磁気保持板を
提供することにある。

本発明のなお別の目的は、比較的簡単かつ安価であり、
ワーク保持面すなわち作動面上に一様に分布されすなわ
ち長手方向と横方向とに等しい保持有効性をもつ吸引力
を発生する磁気保持板を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明の磁気保持板は、好
ましくは作動面に平行な方形横断面をもちしかも長手方
向と横方向の両方向に厚さの等しい仕切り部材によって
分離された直交列の格子状パターンに全て固定配置した
ｌａｗＡ片を有し、磁極片の方形端片および仕切り部材
の縁部は共に平面状の保持表面を画定している。

永久磁石は、仕切り部材の下に相互に平行な列の対を成
して配置された固定永久磁石のアレイを形成し、各列の
一方の列の固定永久磁石は、それぞれの対の他方の列の
固定永久磁石と反対に磁極化されており、そしてそれに
沿った固定永久磁石から固定永久磁石へそれぞれの列に
沿って交互の方向の極性をもっている。全ての固定永久
磁石は磁気保持板の長手方向に平行に磁化されている。

同様に可動アレイの永久磁石も仕切り部材の下すなわち
長手方向にのびる列の対における磁極片間の隙間に配置
され、そして横方向に平行な方向に磁化されて列の対の
永久磁石に相応して各列に沿って永久磁石から永久磁石
へ極性が交互に代るようにされている。

可動永久磁石のアレイは、作動機構によって磁極片のピ
ッチすなわちこれら磁極片間の中心から中心までのスペ
ースに等しい距離変位することができ、それで第１の位
置において、一方の極性の可動磁極は磁極片の対応した
側部と並置され、一方他方の対の側部は反対の極性の固
定磁石の磁極と並置されて磁界線が板内で完全に閉じる
ようにされる。しかしながら、第２の位置においては、
磁極片の表面は各々同じ極性の固定および可動磁極と並
置されて磁界線が磁極片の端面を通って板の外部で閏じ
るようにされる。

当然、横方向に整列した永久磁石は固定ではなく可動で
あり、そして作動機構に結合され得、一方、長手方向に
整列した永久磁石は望ましいとは　゛言えないが固定さ
れ得る。

その結果として、本発明による永久磁石を利用した磁気
保持板は仕切り部材によって長手方向と横方向とに副分
割された作動面を備え、この面はオンすなわち作動状態
において交互の極性の磁極の長手方向列と横方向列とを
表わす。その結果吸引磁界は作動面上に一様に分布され
、従って板上に位置決めしたワークの保持は横方向の場
合と同様に長手方向においても良好である。

これは、動作が長手方向と横方向との運動を伴って動作
の行なわれ、これら両方向の力がワークに加わることに
なる工作機械にワークを保持する必要のある場合に本発
明の磁気保持板を適用する際に特に有利である。

さらに、本発明の磁気保持板は、特に磁石が磁気保持板
および仕切り部材に平行な磁気軸をもつ場合に磁石が両
方向において厚さを減少できるので、従来達成され得た
ものより実質的に高い磁気密度をもつ。

本発明の一実施例においては、基板は非磁性体から成り
、また磁極片は格子状パターンで配置され、磁束の短絡
の危険なしに非磁性基板上に直接位置している。

しかしながら、本発明の別の実施例では、基板は磁性体
から成り、またオンすなわち作動状態において端面が一
方の極性をもつ全ての磁極片は基板に直接接触して位置
し、一方、端面が作動状態において反対の極性をもつ全
ての磁極片はこの基板から磁気的に絶縁される。

両方の実施例においては、磁極片は、経済的に形成でき
しかも容易に取付けできる簡単な方形平行六面体のブロ
ックの形態を取ることができる。

有利には、磁極片の長手方向列と横方向列との間に受け
られた永久磁石は非磁性部材の穴に受けられる厚さの薄
い軸方向に磁化されたディスクの形状の永久磁石である
。上記の仕切り部材は固定され得るかまたはこれらの仕
切り部材を形成する棒状体からなり、これらの棒状体は
作動装置の一部を構成するため磁極片の長手方向別間の
間隙内で変位できる。

これらの磁石はコバルト希土類磁石であってもよく、い
かなる機械加工や変更を必要とせずに所要の寸法および
形状で商業的に入手できる。このことは当然本発明の装
置の製造コストを低減させるのに役立つ。

可動棒状体または部材は当然作動表面において分離装置
すなわち仕切り部材の下に櫛状体を形成することができ
、しかもこれらの櫛状体または棒状体に、手動操作レバ
ーまたは制御アームにより回転され得る共通軸上のピニ
オンと係合するラックを設けるのが有利であることがわ
かった。

本発明の上記のおよびその他の目的、特徴および利益は
添附図面に関しての以下の説明から容易に明らかとなる
。

第１図から第８図に示す磁気保持板は方形の底板すなわ
ち基板１を有し、この基板１上にほぼ平行六面体の磁石
構造体２が設けられている。基板１は非磁性体から成っ
ている。

磁石構造体２は符号３で示す方形平行六面体の多数の同
一の磁気的に柔らかい鋼製の磁極片を有し、これらの磁
極片３は水平および長手方向列をなして格子状に配置さ
れている。

各磁極片３は水平断面が方形であり、その下側面は直接
非磁性基板１上にのっており、また上側面は磁気保持板
の上側作動表面の対応した部分を形成している。各磁極
片３はその全高にわたって一様な横断面をもっている。

磁極片３の別間には長手方向および横方向に格子状に横
切る非金属製のギャップ４°がのびており、これらのギ
ャップ内に仕切り部材４が挿置され得る。これらの仕切
り部材４は非金属材料の実際の格子に取付けられ得る。

磁極片３は磁気保持板の長手方向縁部に沿って第８図に
４°°で示すようにこの格子の横方向下方伸長部で分離
されている。磁極片３はアレイの二つの端部においては
露出されず、部材５で包囲されており、基板上のハウジ
ングの一部を構成する端部包囲体をなしている。

磁極片３の横方向別間でこれらの列を互いに分離してい
る仕切り部材４の下側には水平すなわち基板１に平行な
磁化軸線をもつ厚さの薄い円形ディスクの形状の固定永
久磁石７．８が設けられている。各磁石７．８は磁極片
の横方向列の多対の二つの磁極片間に配置され、そして
非金属製の部材または条片の穴内に収められるかまたは
図示したように゛直接磁極片に接合され得る。

磁石の各機方向線において、全て磁気保持板の長手方向
に平行な磁化方向をもちしかも同じ方向に磁化される永
久磁石７と磁気保持板の長手方向に磁化されるが永久磁
石７と逆に磁化される永久磁石８とが交互に配列されて
いる。

その結果、各磁極片は列の６対における一つの磁石７と
一つの磁石８と共に並置され、これらの磁石は反対方向
に磁化されるがそれぞれの磁極片の同一極性の磁極面を
もつ。こうして磁極片は長手方向と横方向との両方向に
おいて磁石７．８の極性の二重の交互性（特に第３図お
よび第８図参照）のために端面で極性が交互に変わる。

磁極片３の長手方向別間でそれらの間の仕切り部材４の
下側に磁気保持板の長手方向に平行にのびる垂直な間隙
が形成される。これらの間隙内には非金属性材料の可動
櫛状体または棒状体１１が摺動可能に取付けられている
。

各櫛状体１１はそれぞれの可動永久磁石９．１０の配置
される一連の円形開口または穴を備え、これらの可動永
久磁石９．１０は固定永久磁石７．８と同様に水平軸線
をもつ厚さの薄いコバルト希土類磁石ディスクであり得
る。

可動永久磁石９．１０の中心から中心までの感覚すなわ
ちピッチは磁極片の中心から中心までの間隔りなわちピ
ッチに等しい。

それぞれの対１１の永久磁石に相応した永久磁石の各列
に沿って永久磁石９は磁気保持板の横方向に平行に磁気
的に磁化され、永久磁石１０は同様に横方向に平行に磁
化されるが永久磁石９と極性が反対であり、これらの永
久磁石は交互に配列される。

棒状体１１は磁気保持板の一端すなわちハウジング部材
５の下側に配置された作動機構１２によって一磁極ピッ
チの距離同時に長手方向に変位し得る。

特に、作動機構１２は、回転可能な横軸１３を有するこ
とができ、この横軸１３はこの横軸の一端に連結されし
かも工作機械のオペレータが操作できるように外部に位
置したアームすなわちレバー１４によって作動できる。

横軸１３にはピニオン１５が設けられ、これらのピニオ
ン１５は横軸に装着された個々の歯組みまたは実歯車で
あり得、各棒状体１１の対応した端部に形成されたラッ
ク１６と噛み合う。

レバー１４を１８０°回動（半回転）して横軸１３を回
転させると、可動永久磁石は第３図および第５図に示す
オフ位置から第４図および第６図に示すオン位置へ一磁
極ピッチ変位できる。

作動機構１２によって結合される幾つかの棒状体１１は
常に相応した位置を占め、永久磁石９．１０のそれぞれ
の列が常に横方向および長手方向に整列するようにされ
、永久磁石９．１０はそれらの極性に関して長手方向と
横方向との両方向に交互に配列される（第３図および第
８図）。

磁束を平衡化させるため、固定永久磁石７．８ずなわち
磁気保持板の境界部における磁極片および対応した永久
磁石は磁気保持板の内部のものと異なって寸法決めされ
得るが、しかし全ての場合磁束の平衡化を維持するため
に必要により（第３図および第６図に示すアレイの端部
におけるディスクの直径に応じて）直径を変えることの
できるディスクでなければならない。

永久磁石７．８．９．１０は好ましくは８０００〜９０
００ガウスの残留磁気をもつ高抗磁力と７８００〜９０
００エルステツドの磁界の強さとを有するサマリウム−
コバルト永久磁石である。

第３図、第５図および第７図は磁気保持板をそれのオフ
状態で示し、棒状体１１は左にシフトされ（第３図）、
各磁極片と整列した可動永久磁石が固定永久磁石により
磁極片３の相応した面に与えられた極性と反対の極性を
もたらすようにされる。

その結果、磁束線は全体として符号１７で示すように磁
石構造体２内で開じ、またこの磁石構造体の表面におけ
る磁極片３の面は磁束がなくすなわち中性である。磁極
片３は磁石構造体２の縁部に沿い、しかもこの領域にお
いて各磁極片と並置した三つの磁石を適当に寸法決めす
ることによって中性化される。

棒状体１１を右方（第８図）へ変位すると、装置はオン
すなわち作動状態（第４図、第６図および第８図）とな
り、各磁極片３の垂直側部は全て同一である磁極と対向
する。結果として、磁束線は符号１８で示すように作動
面を通って外部でのみ閉じる（第４図および第６図）。

板１はこれらの実施例では非磁性であるので、磁束の短
絡の危険はない。

第９図には、板１０１が磁性体であり、長手方向および
横方向に互いに交互に二組の磁極片３ａ、　３ｂが配列
される実施例を示す。

この場合、作動端面において同じ極性、例えばＮ極Ｎを
もつ全ての磁極片３ａは磁性板１０１と直に接触する。

この場合短絡を避けるために、オン状態において作動面
に反対極性すなわちＳ極Ｓをもつ磁極片３ｂは非磁性体
のスペーサ１９によって磁性板から分離されている。こ
の実施例の動作原理は当然上記したものと同じである。

装置は例えば磁石材料や作動機構の構造を変えることに
よって発明の概念内で本発明の原理から離脱することな
しに特許請求の範囲の範囲および精神の範囲内で変更す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は非磁性体の基板すなわち底板を用いた本発明に
よる磁気保持板の平面図、第２図はこの磁気保持板の側
面図、第３図は第１図の線■−■に沿った垂直断面図、
第４図は作動表面にワークを保持できる状態の磁気保持
板を示す第３図と同様な垂直断面図、第５図は第３図の
線ｖ−ｖに沿った横向の垂直断面図、第６図は磁気チャ
ックを作動状態で示す第５図と同様な図、第７図は第３
図のＶｌ　−Ｖｌに沿った水平断面図、第８図は装置を
作動状態で示す第７図と同様な水平断面図、第９図は、
基板が磁性体から成る本発明の別の実施例を示す第５図
または第６図と同様な断面図である。 図　　　中 １　　：基板 ２　　：磁石構造体 ３　　：磁極片 ４　　：仕切り部材 ７．８：固定永久磁石 ９．１０：可動永久磁石 １１：棒状体 １２：作動機構 １３：回転可能な横軸 １４ニレバー １５：ピニオン １６：ラック

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、端面が平面状保持面を画定している平面状に整列し
   た複数個の磁極片と、共通の方向に磁化されしかも上記
   複数個の磁極片に磁界を加えるように位置決めした整列
   した複数個の固定永久磁石と、上記共通の方向に垂直の
   方向に磁化された整列した複数個の可動永久磁石と、上
   記固定永久磁石および可動永久磁石の整列体の力線が内
   部内で閉じる第１位置と上記固定永久磁石および可動永
   久磁石のアレイの力線が上記複数個の磁極片の上記端面
   を通つて外部で閉じる第２位置との間で上記複数個の固
   定永久磁石に対して上記複数個の可動永久磁石を変位さ
   せるため上記複数個の可動永久磁石のアレイを移動変位
   する作動機構とを有する磁気的に吸引可能な物体を選択
   的に保持する磁気保持板において、上記磁極片の全てが
   直交する列の格子パターンで固定配置されしかも上記端
   面で上記平面状保持面を画定する縁部を備えた仕切部材
   で分離され、上記整列した固定永久磁石が相互に平行な
   列の対における上記仕切部材の下方に配置され、各対の
   一方の列の固定永久磁石がそれぞれの対の他方の列の固
   定永久磁石と逆の磁極をもち、しかも固定永久磁石から
   固定永久磁石へそれぞれの列に沿つて極性が交互に配列
   され、上記全ての固定永久磁石が上記磁気保持板長手方
   向次元に平行に磁化され、上記整列した可動永久磁石が
   相互に平行な列の対における上記仕切部材の下方に配置
   され、各対の一方の列の可動永久磁石がそれぞれの対の
   他方の列の可動永久磁石と逆の磁極をもち、しかも可動
   永久磁石から可動永久磁石へそれぞれの列に沿つて極性
   が交互に配列され、上記全ての可動永久磁石が上記磁気
   保持板長手方向次元に平行に磁化され、上記磁極片の各
   々が四つの側部を備え、これら四つの側部のうち最初の
   二つの対向した側部が同じ極性の固定永久磁石の面と並
   置され、また別の二つの対向した側部が上記可動永久磁
   石の上記対列と隣接して配置され、上記作動機構が上記
   長手方向次元に平行な上記磁極片の分離ピッチに相応し
   たストロークだけ上記可動永久磁石を変位させるように
   構成配置され、それにより上記第１の位置において対向
   した可動永久磁石の面が上記別の二つの対向した側部と
   並置され、しかも各磁極片の最初の二つの対向した側部
   と並置した固定永久磁石面に対して逆の極性をもち、ま
   た上記第２の位置においては対向した可動永久磁石の面
   が上記別の二つの対向した側部と並置され、しかも各磁
   極片の最初の二つの対向した側部と並置した固定永久磁
   石面と同じ極性をもつことを特徴とする磁気保持板。 ２、上記磁極片が上記平面状に整列した磁極片と少なく
   とも同じ広がりをもつ非磁性基板上に装着されかつ直接
   接触する特許請求の範囲第１項に記載の磁気保持板。 ３、上記磁極片のアレイがそれと少なくとも同じ広がり
   をもつ磁性基板上に設けられ、上記磁極片のアレイにお
   ける上記磁極片の交互のものが上記基板と直接接触し、
   しかも上記基板から磁気的に絶縁される特許請求の範囲
   第１項に記載の磁気保持板。 ４、上記永久磁石の各々が軸方向に磁化された円形ディ
   スクである特許請求の範囲第１項に記載の磁気保持板。 ５、上記作動機構が上記磁極片のそれぞれの別間のエア
   ギャップ内において長手方向次元に平行にのびる上記仕
   切部材の下方のそれぞれの棒状体を備え、上記棒状体が
   非磁性材料から成り、しかも上記可動永久磁石を受ける
   穴を備え、また上記作動機構が上記全ての棒状体を同時
   に変位させる装置を備えている特許請求の範囲第４項に
   記載の磁気保持板。 ６、上記全ての棒状体を同時に変位させる装置が上記棒
   状体に形成されたラックと、上記ラックの各々と係合す
   るそれぞれのピニオンと、上記ピニオンを担持する共通
   軸と、上記共通軸に連結され上記共通軸を回転させるレ
   バーとを有する特許請求の範囲第５項に記載の磁気保持
   板。