JPS63251139A - 永久磁石式電磁チヤツク - 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】 （技術分野） 本発明は、永久磁石材料からなる鉄心を着磁および脱磁
することにより作業面を励磁状態および非励磁状態にお
く、永久磁石式電磁チャックに関する。

（従来技術） 作業面を励磁状態および非励磁状態におくための制御を
電気的に行なう磁気チャックの一つとして、極性可逆永
久磁石と、極性不可逆永久磁石とを用いた反転式磁気チ
ャックがある。この反転式磁気チャックにおいて、極性
可逆永久磁石は、作業面を励磁状態におくときに極性不
１１Ｔ逆永久磁石の磁化方向と同一方向に磁化され、非
励磁状態に右〈ときに逆方向に磁化される。このため、
反転式磁気チャックでは、作業面が励磁状態および非励
磁状態のいずれの場合であっても、極性可逆永久磁石が
磁化されるため、作業面に吸着された磁性体を開放すべ
く、作業面を非励磁状態に切り換えても、前記磁性体の
残留磁気を完全には除去することができない。

作業面を励磁状態および非励磁状態におくための制御を
電気的に行なう他の磁気チャックの−・つとして、上方
に開口する凹所を備えるハウジングと、ｉＴｆ記四所凹
所置された、軟鉄のような磁性材料からなる鉄心と、該
鉄心の周りに配置され、該鉄心を着磁および脱磁するた
めの励磁コイルとを備えた電磁チャックがある。しかし
、従来の電磁チャックでは、鉄心が磁性材料からなるに
すぎないことから、磁性体を作業面に吸着している間励
磁コイルに電流を供給しなければならないため、消費電
力量が多く、運転コストが高くなるという問題がある。

このような問題を解決する、ために、電磁チャックの前
記鉄心として永久磁石材料を用いることが考えられる。

しかし、永久磁石材料の着磁、脱磁には通常多大の起磁
力を必要とすることから、従来の電磁チャックにおける
鉄心として軟鉄に代えて永久磁石材料を用いるのみでは
、永久磁石材料からなる鉄心の着磁時、脱磁時に大きな
起磁力が必要となる。

（発明の［１的） 本発明は、鉄心として永久磁石材料を用いても、註鉄心
の着磁時、脱磁時に大きな起磁力を必要としない、永久
磁石式電磁チャックを提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明の永久磁石式電磁チャックは、底板部および該底
板部から立ち上がる枠部を備えるハウジングであってｎ
ｆ記底板部および前記枠部により規定された凹所を有す
るハウジングと、１）「記凹所の開ｌ」部を閉鎖すべく
　ｉｒｒ記ハウジングの１１１記底板部と反対の側に配
置され、磁性体を吸着する前記作業面を有する面板と、
１）η記凹所に収容された、永久磁石材料からなる少な
くとも一つの鉄心と、前記作業面を励磁状態および非励
磁状態におくべく前記鉄心を着磁および脱磁するための
、前記鉄心の周りに配置された励磁コイルとを含み、前
記面板は互いに磁気的に絶縁されかつ交互に配置された
隼＃社、複数の第１の磁極片および複数の第２の磁極片
を備える。

（発明の効果） 本発明の永久磁石式電磁チャックは、互いに磁気的に絶
縁されかつ交互に配置された車糞社、複数の第１の磁極
片および複数の第２の磁極片を備える面板を用いたため
、面板に形成される磁気回路のパーミアンスが高く、こ
の結果永久磁石材料からなる鉄心の着磁時および脱磁時
に電磁チャックに形成される磁気回路のパーミアンスが
高い。

このため、本願発明によれば、大きな起磁力を必要とす
ることなく、前記永久磁石材料すなわち鉄心の着磁およ
び脱磁を行なうことができる。

（実施例） 以ド、図面に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に示す角型の永久磁石式電磁チャック２０は、磁
性材料からなるハウジング２２を含む。ハウジング２２
は、長方形の底板部２４および該底板部から立ち上がる
枠部２６からなる角型の箱の形を呈し、また、上方へ開
口する凹所２８を備える。

凹所２８内には、ハウジング２２の長手方向へ伸びる細
長い板状の鉄心３０が収容されている。

鉄心３０は、その厚さ寸法、幅寸法および長さ寸法がそ
れぞれ凹所２８の深さ中法、幅中法および長さ中法より
小さい板状の永久磁石材料からなり、また、ハウジング
２２の枠部２６から間隔をおかれて配置されている。鉄
心３０の下面は、底板２４の上面に接触されている。

鉄心３０としての永久磁石材料は、フェライト磁石、希
土類金属磁石のように高保磁力の磁石材料であってもよ
いが、着磁、脱磁の容易さからアルニコのように低保持
力、高残留磁束密度の磁石材料であることが好ましい。

鉄心３０の上には、一般的な鋼材のような磁性材料から
なる板状の継鉄３２が重ねられている。

継鉄３２は、鉄心３２の幅寸法および長さ・１゛法より
やや大きい幅寸法および長さ寸法と、継鉄３２が凹所２
８から上方へ突出しない厚さ寸法を有する。継鉄３２は
、ハウジング２２の枠部２６から間隔をおかれて配置さ
れている。

鉄心３０および継鉄３２とハウジング２２の枠部２６と
の間には、鉄心３０の着磁および脱磁を行なうように鉄
心３０および継鉄３２の周りに巻かれた励磁コイル３４
が配置されている。励磁コイル３４は、鉄心３０と、４
鉄３２の少なくとも一部とを取り囲むような高さ寸法を
有する。励磁コイル３４には、枠部２６に設けられた切
込み３６を介してハウジング２２の外へ伸びるケーブル
３８を介して励磁１′「流がイハ給される。枠部２６の
外側には、ケーブル３８を保護するカバー４０が徹り付
けられている。

ハウジング２２のにには、長方形の面板４２が凹所２８
を閉鎖するように配置されている。面板４２は、複数の
ボルト（図示せず）によりハウジング２２に分離可能に
固定されている。面板４２は、該面板の幅方向へ伸びる
長尺の複数の第１の磁極片４４および複数の第２の磁極
片４６を備える。第１および第２の磁極片４４．４６は
、非磁性材料からなるスペーサ４８を間にして互いに並
列的にかつ交互に配置されている。第１および第２の磁
極片４４．４６の１−面は、それぞれスペーサ４８の上
面とともに作業面５０を規定する。

第１の磁極片４４の長手方向両端部はハウジング２２の
枠部２６に磁気的に接続され、中央部は非磁性材料によ
り継鉄３２と磁気的に絶縁されている。これに対し、第
２の磁極片４６の長毛方向両端部は非磁性材料によりハ
ウジング２２の枠部２６と磁気的に絶縁され、中央部は
継鉄３２に磁気的に接続されている。

なお、鉄心３０、継鉄３２および励磁コイル３４は、継
鉄３２のＬ縁部を第２図に示すように励磁コイル３４と
面板４２との間に配置させる構造であってもよいし、鉄
心３０と励磁コイル３４とを第３図に示すように底板２
４と継鉄３２との間に配置する構造であってもよく、さ
らに永久磁石材料からなる鉄心３０と該鉄心の青磁およ
び脱磁を行なうための励磁コイル３４とからなる複数の
５・「磁石を第４図に示すように枠部２６と継鉄３２と
の間に配置してもよい。第４図に示す実施例の場合、底
板２４と継鉄３２との間に両者を磁気的に絶縁するスペ
ーサ５２が配置される。

作業面５０に磁性体を吸着するとき、励磁コイル３４に
は着磁用励磁電流が所定時間供給され、これにより励磁
コイル３４で発生された磁束が鉄心３０に作用するから
、鉄心３０はたとえばハウジング２２の側がＮ、、ｉ鉄
３２の側がＳとなるように着磁される。この結果、第１
の磁極片４４がＮ極、第２の磁極片４６がＳ極としてそ
れぞれ作用するから、作業面５０は励磁状態になる。

吸着されている磁性体を開放するとき、励磁コイル３４
には電流値が徐々に減衰しかつ極性が交互に反転される
ｇ立性の脱磁用励磁電流が供給される。これにより、鉄
心３０が脱磁されるため、作業面５０は非励磁状態にな
り、吸着されていた磁性体を電磁チャックから取り外す
ことができる。

着磁および脱磁のための励磁回路としては、たとえば、
コンデンサの充電電圧を励磁コイルに加える永久磁石式
電磁チャック用の従来の励磁回路を用いることができる
。しかし、従来の励磁回路では、前記コンデンサの−・
回の放電時間が短いため、−・回の通電だけでは鉄心３
０の完全な着磁および脱磁がなされず、実質的に複数回
通電しなければならない。これを解決するためには、充
放電用の１１１記コンデンサを用いることなく、着磁用
または脱磁用励磁電流を所定時間たとえば０．２秒置ト
好ましくは０．５〜１秒通主通電ばよい。このように比
較的長い励磁電流用の回路としては、サイリスタまたは
トランジスタを用いた、たとえば特公昭５９−２５３６
７″−）公報、特公昭６２−１１４８４号公報に記載さ
れた回路を用いることができる。

脱磁用の励磁電流は、減衰性の電流による８８曲線が第
２象限と第４象限とを交互に経る値であることが望まし
い。このような電流値は、励ｌｉ！電流の初期値を、鉄
心が−・度逆向きに飽和される値、好ましくは着磁され
ている鉄心３０にその磁束密度の８０％以ヒの磁束密度
の磁界を作用させる値とすればよい。

第５図および第６図に示す丸型の永久磁石式電磁チャッ
ク６０は、磁性材料からなるハウジング６２を含む。ハ
ウジング６２は、円板状の底板部６４と、該底板部の周
縁部からｊγち上がる筒状の枠部６６と、底板部６４の
中央部から立ちＦがる筒状部６７とにより規定される、
上方へ開口する環状の凹所６８を備える。

凹所６８内には永久磁石材料からなる環状の鉄心７０が
収容されており、鉄心７０の上には磁性材料からなる環
状の継鉄７２が重ねられている。

鉄心７０および継鉄７２は、その厚さ寸法、外径寸法お
よび内径寸法がそれぞれ凹所６８の深さ寸法、枠部６６
の内径寸法および筒状部６７の外径寸法より小さい板状
の永久磁石材料からなり、また、枠部６６および筒状部
６７から間隔をおかれで′配置されている。鉄心７０の
下面は、底板６４の”″：十面に接触されている。

″□銑鉄。、　７０の着磁および脱磁を行なう励磁コイ
ル７４は、鉄心７０および継鉄７２とハウジング６２の
枠部６４との間にあって、鉄心７０および継鉄７２の周
りに巻かれている。励磁コイル７４は、鉄心７０と、継
鉄７２の−・部とを取り囲むような高さ寸法を有する。

励磁コイル７４へ励磁電流を供給するケーブル７６は、
継鉄６６の上部に設けられた溝７８、筒部６７の上部の
設けられた’／＋Ｐｓ　８０および筒部６７を経てハウ
ジング６２の外へ伸びる。

ハウジング６２のトに配置された面板８２は、凹所６８
を閉鎖するように、円板の形を有する。

面板８２は、該面板のコト径方向へ伸びる複数の第１の
磁極片８４および複数の第２の磁極片８６を備える。第
１および第２の磁極片８４．８６は、非ｉｆｉ性材料か
らなるスペーサ８８を間にして面板８２の軸線の周りに
等角度間隔にかつ交互に配置されている。第１および第
２のＶＡ棒片８４．８６の上面は、それぞれスペーサ８
８の上面とともに作業面９０を規定′１−る。

第１の磁極片８４は、ハウジング６２に磁気的に接続さ
れ、また継鉄７２と磁気的に絶縁されている。これに対
し、第２の磁極片８６はハウジング６２と磁気的に絶縁
され、また、継鉄７２に磁気的に接続されている。

電磁チャック６０も、作業面９０に磁性体を吸着すると
きは、たとえばハウジング６２の側がＮ、、＊鉄７２の
側がＳとなるような着磁用励磁電流が励磁コイル７４に
所定時間供給される。これにより、第１の磁極片８４が
Ｎ極、第２の磁極片８６がＳ極としてそれぞれ作用する
から、作業面９０は１肋磁状態になる。

これに対し、吸着されている磁性体を開放するときは、
電流値が徐々に減衰しかつ極性が交互に反転される減衰
性の脱磁用励磁電流が励磁コイル７４にイノ（給される
。これにより、鉄心７０が脱磁されるため、作業面９０
は非励磁状態になる。

第７国都よび第８図に示す元型の永久磁石式電磁チャッ
ク１００は、平面形状が円形の磁性材料からなるハウジ
ング１０２を含む。ハウジング１０２は、円板状の底板
部１０４と、該底板部の周縁部から立ち上がる筒状の枠
部１０６とにより規定される、上方へ開口する凹所１０
８を備える。

凹所１０８内には永久磁石材料からなる環状の鉄心１１
０と、鉄心１１０の上に重ねられた磁性材料からなる環
状の継鉄１１２と、鉄心１１０の着磁および脱磁を行な
う励磁コイル１１４とからなる環状の複数の第１および
第２の電磁石１１６．１１８が同心的に収容されている
。励磁コイル１１４は、鉄心１１０と、継鉄１１２の一
部とを取り囲むような高さ寸法を有する。励磁コイル１
１４へ励磁電流を供給するケーブル１２０は、継鉄１１
６の上部に設けられた溝１１７と、中央に配置された第
１の電磁石１１６の継鉄１１２および鉄心１１０ｆ！−
肝てハウジング１０２の外へ伸びる。

面板１２２は、凹所１０８を閉鎖するようにハウジング
１０２の上に配置されており、また、円板の形を有する
。面板１２２は、環状の複数の第１のＭ１極片１２４と
環状の複数の第２のＩ＋！極片１２６とを備える。第１
の磁極片１２４は第１の電磁石１１６の上方にまた第２
の磁極片１２６は第２の電磁石１１８の上方に配置され
ている。このため、第１および第２の磁極片１２４，１
２６は、面板１２２の軸線の周りに同心的にかつスペー
サ１２８と補助磁極片１２９とを間にして交互に配置さ
れている。第１および第２の磁極片１２４．１２６並び
に補助Ｍｉ磁極片２９の−Ｌ面は、それぞれの間に配置
された非磁性材料からなるスペーサ１２８のト面ととも
に作業面１３０を規定する。第１の磁極片１２４は第１
の電磁石１１６の継鉄１１２に磁気的に接続され。第２
の磁極片１２６は第２の電磁石１１８の継鉄１１２に磁
気的に接続されている。補助磁極片１２９は、いずれの
電磁石の継鉄にも磁気的に接続されていない。

作業面１３０に磁性体を吸着するとき、第１の電磁石１
１６の励磁コイル１１４には、たとえば底板１０４の側
がＮ、継鉄１１２の側がＳとなるような着磁用励磁電流
が励磁コイル１１４に所定時間供給される。これに対し
、第２の電磁石１１８の励磁コイル１１４には、底板１
０４の側がＳ、継鉄１１２の側がＮとなるような着磁用
励磁電流か励磁コイル１１４に所定時間供給される。こ
れにより、第１の磁極片１２４がＮ棒、第２の６ｉ３極
片１２６がＳ極としてそれぞれ作用し、補助磁極片１２
９か、誘導磁極片として作用するから、作業面１３０は
励磁状態になる。

吸着されている磁性体を開放するときは、電流値か徐々
に減衰しかつ極性が交互に反転される減食性の脱磁用励
磁電流が各励磁コイル１１４に供給される。これにより
、鉄心１１０か脱磁されるため、作業面１３０は非励磁
状態になる。

に記のように複数の第１４′）磁極片および複数の第２
の磁極片を備える面板を用いた永久磁石式電磁チャック
は、一つの第１の＠極片および一つまたは二つの第２の
磁極片を備えるにすぎない従来の而仮に比べ、鉄心と磁
極片が対向する面積が大きくなることと、第１および第
２の磁極片間の漏洩パーミアンスが高くなることとから
、電磁チャックの磁気回路のパーミアンスが大きく、そ
の結果小さな起磁力であっても鉄心を着磁および脱磁さ
せることかできる。このように、小さな起磁力で鉄心を
着磁および脱磁することができる電磁チャックによれば
、それだけ消費電力量が少なくなり、電磁チャック用の
電源装置の容量を小さくすることができ、それたけ電源
装置が小型化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の角型の永久磁石式電磁チャックの一実
施例を示す斜視図であって電磁石チャックの内部構造を
示すべく一部を切除して示す斜視図、第２図、第３図お
よび第４図はそれぞれ角型の永久磁石式電磁チャックの
他の実施例を示す断面図、第５図は本発明の元型の永久
磁石式電磁チャックの一実施例を示す平面図であってハ
ウジングの内部を示すべく面板の一部を切除した図、第
６図は第５図の５−５線に沿って得た断面図、第７図は
本発明の元型の木矢磁石式電磁チャックの他の実施例を
示す平面図であってハウジングの内部を示すべく面板の
一部を切除した図、第８図は第７図の８−８線に沿って
得た断面図である。 ２０．６０，１００：永久磁石式電磁チャック、２２．
６２．１０２：ハウジング、 ２４．６４，１０４：底板部、 ２６．６６．１０６：枠部、 ２８．６８，１０８：凹所、 ３０．７０，１１０：鉄心、 ３４．７４，１１４：励磁コイル、 ４２．８２，１２２：面板、 ４４．８４，１２４：第１の磁極片、 ４６．８６，１２６：第２の磁極ハ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 底板部および該底板部から立ち上がる枠部を備えるハウ
   ジングであって前記底板部および前記枠部により規定さ
   れた凹所を有するハウジングと、前記凹所の開口部を閉
   鎖すべく前記ハウジングの前記底板部と反対の側に配置
   され、磁性体を吸着する前記作業面を有する面板と、前
   記凹所に収容された、永久磁石材料からなる少なくとも
   一つの鉄心と、前記作業面を励磁状態および非励磁状態
   におくべく前記鉄心を着磁および脱磁するための、前記
   鉄心の周りに配置された励磁コイルとを含み、前記面板
   は互いに磁気的に絶縁されかつ交互に配置された複数の
   第１の磁極片およ び複数の第２の磁極片を備える、永久磁石式電磁チャッ
   ク。