JP2009534209A

JP2009534209A - マグネチックチャック

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Publication number: JP2009534209A
Application number: JP2009507586A
Authority: JP
Inventors: ヨングリー
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Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: US7940149B2; JP5144644B2; WO2007123358A1; KR100708013B1; US20090184789A1

Abstract

本発明は工作機械に主に使われるマグネチックチャックに関し、収容ホール１１０ａがチャック本体１１０に貫通するように形成され、第１磁性体１４１はチャック本体１１０の上面に露出し、アルニコ磁石１２０はチャック本体１１０の底面に露出する構造を有するので、マグネチックチャック１００の両面に付着物２００、３００を附着することができ、マグネチックチャック１００を多様な形態で活用することができるようになる。また、チャック本体１１０の水平部１１２が要らなくなるので、マグネチックチャック１００の自重が大きく減り、製品の費用が安くなるだけでなく、マグネチックチャック１００の厚さが薄くなり使用の便宜性が大きく向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械で主に使用されているマグネチックチャックに関するもので、必要に応じて多様な形で使われるよう工夫されている。

周知の如く、工作機械のチャックは工作機械の主軸の先端に取り付けられ工作物を支える附属装置であり、単動チャックや連動チャックまたは両用チャックなどの普通のチャック、圧縮空気チャック、コレットチャック（ＣｏｌｌｅｔＣｈｕｃｋ）、及び、マグネチックチャックなどに区別される。

このなかで、マグネチックチャックは、別途の副材を使わなくても手軽に工作物を据え付けることができるという長所を有する反面、非磁性体の工作物には適用できず、また、磁気が工作物に残留するため、加工後には脱磁気しなければならない短所も有する。

最近、残留磁化密度（ｒｅｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ）の濃いアルニコ磁石と、保磁力及び磁化力の良いフェライト（または稀土類）磁石とを組み合わせたマグネチックチャックが提案されている。このようなマグネチックチャックは、かなり大きい磁力を発生するので、工作物の固定機能が非常に優れている。

図１及び図２は、アルニコ磁石とフェライト（または稀土類）磁石とを組み合わせたマグネチックチャックを示している。

これによれば、従来のマグネチックチャック１００は、収容ホール１１０ａが作られている磁性体材質のチャック本体１１０、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれたアルニコ磁石１２０、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれてアルニコ磁石１２０をくるむコイル１３０、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれてアルニコ磁石１２０の上部に接して配置された第１磁性体１４１、及び、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれて第１磁性体１４１のまわりに接して配置された第１フェライト（または稀土類）磁石１５１を含む。そして、従来のマグネチックチャック１００は、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれた各構成要素１２０、１３０、１４１、１５１が、充填物１１０ａを媒介として相互に結束されて、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに内設された構造をなす。

上記のアルニコ磁石１２０は、コイル１３０の電力供給方向に応じて極性が変わる。

上記の第１磁性体１４１としては、鉄、コバルト又はニッケルなどの強磁性体を使うことが望ましい。

上記の充填物１００ａは、絶縁材質であり、かつ磁力が自由に透過できる流動性硬化物質であり、チャック本体１１０とチャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれる各構成要素１２０、１３０、１４１、１５１の隙間に充填されて、これらの構成要素１２０、１３０、１４１、１５１を相互に結束させる。

図１及び図２を参照して、従来のマグネチックチャック１００の作動状態を説明すれば、次のようである。

図１に示したように、上記のコイル１３０に電力を加えてアルニコ磁石１２０を磁化させた場合、第１フェライト(または稀土類)磁石１５１に接するチャック本体１１０の垂直部１１１はＳ極になり、アルニコ磁石１２０に接するチャック本体１１０の水平部１１２はＮ極になるので、磁力線が第１磁性体１４１→第１フェライト(または稀土類)磁石１５１→チャック本体１１０→アルニコ磁石１２０→第１磁性体１４１で流れる閉回路を形成する。したがって、図１の如く磁力線が閉回路を形成した場合、工作物などの付着物２００がマグネチックチャック１００の上面に接するか又は当たった場合でも、付着物２００が閉回路を形成する磁力線の外部に配置されるので、付着物２００がマグネチックチャック１００に附着しない。

このような状態で、上記のコイル１３０に逆方向で電力を加えた場合、アルニコ磁石１２０が逆方向に磁化されるので、第１磁性体１４１の全部がＮ極に変換され、チャック本体１１０の垂直部１１１と水平部１１２を含むチャック本体１１０の全部がＳ極に変換される。したがって、工作物などの付着物２００がマグネチックチャック１００の上面に接した場合、付着物２００がＳ極性のチャック本体の垂直部１１１とＮ極性の第１磁性体１４１に附着する。上記の付着物２００が磁力に応じてマグネチックチャック１００の上面に附着した場合、磁力線が第１磁性体１４１→付着物２００→チャック本体１１０→アルニコ磁石１２０→第１磁性体１４１で流れる閉回路が形成される。

しかし、上記の従来のマグネチックチャック１００の場合、各構成要素１２０、１３０、１４１、１５１が内設されるチャック本体１１０の収容ホール１１０ａが、上の方向に開口された溝の形になっていて、これらの構成要素１２０、１３０、１４１、１５１が収容ホール１１０ａに挿入されてチャック本体１１０の水平部１１２にのせて固定される、チャック本体１１０の水平部１１２に付着物３００（図３参照）が接するか又は当たるので、付着物３００はチャック本体１１０の水平部１１２に附着しない。

以上に述べたように、従来のマグネチックチャック１００は、片面にしか付着物２００を附着することができなかったので、その利便性が高くなかっただけではなく、チャック本体１１０の水平部１１２によるマグネチックチャック１００の自重が重くなり、マグネチックチャック１００が厚くなるという問題を招来している。

本発明は、上記の問題を解消するため発明されたもので、自重が軽いだけでなく、厚さが薄くて付着物を両面に付着固定することができるマグネチックチャックを提供することにその目的がある。

以上に述べたように、上記の本発明によれば、収容ホール１１０ａが、チャック本体１１０を貫通するように形成されていて、第１磁性体１４１はチャック本体１１０の上面で露出し、アルニコ磁石１２０はチャック本体１１０の底面で露出する構造になっているので、マグネチックチャック１００の両面に付着物２００、３００を附着することができることで、マグネチックチャック１００を多様な形態で活用することができるようになる。また、チャック本体１１０の水平部１１２が要らなくなるので、マグネチックチャック１００の自重が大きく減ってきて、製品の費用が安くなるだけではなく、マグネチックチャック１００の厚さが薄くなって、使用の便宜性が大きく向上する効果がある。

以下、本発明を、添付した例示図面に基づいて、詳しく説明することにする。

図３ないし図１０は、本発明を示した図面で、従来の技術を示した図１及び図２と同一の部位には同一の参照符号を付けて、その説明は略することにする。

図３及び図４によれば、本発明によるマグネチックチャック１００は、収容ホール１１０ａが貫通するように形成された磁性体材質のチャック本体１１０、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれるアルニコ磁石１２０、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれてアルニコ磁石１２０をくるむコイル１３０、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれてアルニコ磁石１２０の上部に隣接配置される第１磁性体１４１、及び、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれて第１磁性体１４１のまわりに隣接配置される第１フェライト(または稀土類)磁石１５１になっている。

また、マグネチックチャック１００は、上記のチャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれた各構成要素１２０、１３０、１４１、１５１が、充填物１００ａを媒介にして相互結束され、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに内設されて、第１磁性体１４１はチャック本体１１０の上面で露出し、アルニコ磁石１２０はチャック本体１１０の底面で露出する構造になっている。

図３及び図４を参照して、第１実施例によるマグネチックチャック１００の作動状態を説明すれば、次のようになる。

本実施例の場合、上記のチャック本体１１０の垂直部１１１が第１フェライト（または稀土類）磁石１５１にだけ接するようになるので、チャック本体１１０の全部がＳ極を帯びるようになる。

このような状態で、図３に示したように、上記のコイル１３０に電力を加えてアルニコ磁石１２０を磁化させた場合、アルニコ磁石１２０の外部露出面がＳ極を、第１フェライト（または稀土類）磁石１５１に接する第１磁性体１４１の部位はＮ極を、アルニコ磁石１２０に接する第１磁性体１４１の部位はＳ極を帯びるようになるので、付着物２００、３００がマグネチックチャック１００の上面または底面に接するか又は当たった場合でも、付着物２００がマグネチックチャック１００に附着しなくなる。

その後、上記のコイル１３０に逆方向で電力を加えた場合、図４に示したように、アルニコ磁石１２０が逆方向で磁化して、第１フェライト（または稀土類）磁石１５１に接するチャック本体１１０の垂直部１１１がＳ極で支える状態で、第１磁性体１４１の全部がＮ極に変換されるので、アルニコ磁石１２０の外部露出面がＮ極に変換する。したがって、工作物等の付着物２００をマグネチックチャック１００の上面に隣接させた場合、付着物２００がS極性のチャック本体１１０の垂直部１１１とＮ極性の第１磁性体１４１に附着させ、付着物３００をマグネチックチャック１００の底面に隣接させ、付着物３００がＳ極性のチャック本体１１０の垂直部１１１とＮ極性のアルニコ磁石１２０の外部露出面に附着される。上記の付着物２００が磁力に応じてマグネチックチャック１００の上面に附着した場合、磁力線が第１磁性体１４１→付着物２００→チャック本体１１０→第１フェライト(または稀土類)磁石１５１→第１磁性体１４１と流れる閉回路が形成される。また、上記の付着物３００が磁力に応じてマグネチックチャック１００の底面に附着した場合、磁力線がアルニコ磁石１２０→付着物３００→チャック本体１１０→第１フェライト（または稀土類）磁石１５１→第１磁性体１４１→アルニコ磁石１２０と流れる閉回路が形成される。

本発明によれば、マグネチックチャック１００は、上記の収容ホール１１０ａがチャック本体１１０に貫通するように形成され、第１磁性体１４１はチャック本体１１０の上面で露出して、アルニコ磁石１２０はチャック本体１１０の底面で露出する構造になるので、マグネチックチャック１００の両面に付着物２００、３００を附着することができるようになって、マグネチックチャック１００を必要によって多様な形態で使うことができるようになる。

また、マグネチックチャック１００は、上記の収容ホール１１０ａがチャック本体１１０に貫通するように形成されて、多数の構成要素１２０、１３０、１４１、１５１が充填物１００ａを媒介にして収容ホール１１０ａに内設される構造になっていて、チャック本体１１０の水平部１１２（図１及び図２参照）が要らないので、マグネチックチャック１００の自重が大きく減って、厚さが薄くなる利点がある。

図５及び図６に示した第２実施例によるマグネチックチャック１００は、上記のチャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれてアルニコ磁石１２０の下部に隣接配置される第２磁性体１４２と、チャック本体１１０の収容ホール１１０ａに差し込まれて第２磁性体１４２のまわりに隣接配置される第２フェライト（または稀土類）磁石１５２とが付加的に設けられ、第１磁性体１４１はチャック本体１１０の上面で露出し、第２磁性体１４２はチャック本体１１０の底面で露出することを特徴とする。

図５及び図６を参照して、第２実施例によるマグネチックチャック１００の作動状態を説明すれば、次のようである。

本実施例の場合、上記のチャック本体１１０の垂直部１１１が、第１、第２フェライト（または稀土類）磁石１５１、１５２の全部に接するようになるので、第１フェライト（または稀土類）磁石１５１に接する垂直部１１１の上部はＳ極を、第２フェライト（または稀土類）磁石１５２に接する垂直部１１１の下部はＮ極を帯びるようになる。

このような状態で、図５に示したように、上記のコイル１３０に電力を加えてアルニコ磁石１２０を磁化させた場合、第１フェライト（または稀土類）磁石１５１に接する第１磁性体１４１の部位はＮ極を帯び、アルニコ磁石１２０に接する第１磁性体１４１の部位はＳ極を帯びるようになり、第２フェライト(または稀土類)磁石１５２に接する第２磁性体１４２の部位はＳ極を帯び、アルニコ磁石１２０に接する第２磁性体１４２の部位はＮ極を帯びるようになって、付着物２００、３００がマグネチックチャック１００の上面または底面に接するか又は当たった場合でも、付着物２００、３００がマグネチックチャック１００に附着しない。

その後、上記のコイル１３０に逆方向で電力を加えるようにした場合、図６に示したように、アルニコ磁石１２０が逆方向で磁化して、第１磁性体１４１の全部がＮ極に変換されるので、第２磁性体１４２の全部がＳ極に変換する。したがって、工作物等の付着物２００をマグネチックチャック１００の上面に隣接させた場合、付着物２００がＳ極性を帯びるチャック本体の垂直部１１１の上部とＮ極性を帯びる第１磁性体１４１に附着する。更に、付着物３００をマグネチックチャック１００の底面に隣接させた場合、付着物３００がＮ極性を帯びるチャック本体の垂直部１１１の下部とＳ極性を帯びる第２磁性体１４２に附着する。上記の付着物２００が磁力に応じてマグネチックチャック１００の上面に附着した場合、磁力線が第１磁性体１４１→付着物２００→チャック本体１１０→第１フェライト（または稀土類）磁石１５１→第１磁性体１４１に流れる閉回路が形成される。また、上記の付着物３００が磁力に応じてマグネチックチャック１００の底面に附着した場合、磁力線がチャック本体１１０→付着物３００→第２磁性体１４２→第２フェライト（または稀土類）磁石１５２→チャック本体１１０に流れる閉回路が形成される。また、本実施例によるマグネチックチャック１００の上面と底面の全部に付着物２００、３００が附着した場合、第１磁性体１４１→付着物２００→チャック本体１１０→付着物３００→第２磁性体１４２→アルニコ磁石１２０→第１磁性体１４１に流れる閉回路が形成されるので、磁力が大きく発生して、マグネチックチャック１００の付着力が大きく向上する。

図７及び図８に示した第３実施例と図９及び図１０に示した第４実施例の場合、上記のチャック本体１１０に設置され付着物２００、３００を外側で弾性支持する分離装置１６０が付加的に設けられることが特徴である。

図７及び図８に示した第３実施例の場合、チャック本体１１０の垂直部１１１に直線往復移動ができるように内設されチャック本体１１０の垂直部１１１の外部に突出される第１プッシャー１６１ａと、チャック本体１１０の垂直部１１１に内設され第１プッシャー１６１ａを一方向に弾性支持するスプリング１６２とを含む分離装置１６０が用いられる。図９及び図１０に示した第４実施例の場合、分離装置１６０が、一組を成してチャック本体１１０の垂直部１１１に直線往復移動ができるように内設され、それぞれがチャック本体１１０の垂直部１１１の外部で突出するように相互対向して配置される第１、第２プッシャー１６１ａ、１６１ｂと、チャック本体１１０の垂直部１１１に内設され第１、第２プッシャー１６１ａ、１６１ｂの間に配置され、この第１、第２プッシャー１６１ａ、１６１ｂを一方向で弾性支持するスプリング１６２とを含む分離装置が用いられる。しかし、本発明は、これに限られることなく、付着物２００、３００をチャック本体１１０から外側で弾性支持することができる公知のすべてのものが分離装置１６０で適用可能である。

例えば、上記のマグネチックチャック１００に磁力を発生させて付着物２００、３００を付着した後、付着物２００、３００をマグネチックチャック１００で分離するためマグネチックチャック１００の磁力をとり除いても、マグネチックチャック１００と付着物２００、３００には磁力が残留するようになる。したがって、上記の残留磁力に応じてマグネチックチャック１００に付着された付着物２００、３００をマグネチックチャック１００から分離するためには、かなり大きい力が要求される。しかし、本実施例の如く、上記のチャック本体１１０に分離装置１６０を設置するようにした場合、付着物２００、３００が分離装置１６０によってチャック本体１１０から外側に押されるようになるので、付着物２００、３００が自動でチャック本体１１０から分離するとか小さな力でも手軽に付着物２００、３００を分離することができるようになる。

一方、図７及び図８に示したように、上記の付着物２００、３００の接触可否を感知する接触センサー１８０をチャック本体１１０に設置した場合、工作機械のメイン制御装置（図示しない）に接触センサー１８０よりの出力信号が入力されて、付着物２００、３００がマグネチックチャック１００に密着したかの可否を判別することができるようになる。

本実施例の場合、図７に示したように、スプリング（図示しない）によって一方向に弾性支持されるセンシング部１８１がスプリングの復元力でマグネチックチャック１００の外部に突出され、工作機械のメイン制御装置への接触信号出力が遮られて、図８に示したようにスプリングによって弾性支持されるセンシング部１８１が押され、接触信号を工作機械のメイン制御装置に出力するボタンスィッチ形の接触センサー１８０が用いられる。

図１１及び図１２に示した第５実施例の場合、チャック本体１１０に設置されて付着物２００を支持する支持器具１９０が、更に、設けられることが特徴である。

本実施例の場合は、チャック本体１１０の垂直部１１１に直線往復移動ができるように内設されチャック本体１１０の垂直部１１１の外部に突出されるジグ１９１と、チャック本体１１０の垂直部１１１に内設されジグ１９１を一方向に弾性支持するスプリング１９２及び、チャック本体１１０に結合されジグ１９１を加圧固定するジグ固定部材１９３とを含む支持器具１９０が用いられる。

このように、チャック本体１１０に支持器具１９０を補強設置した場合、付着面が偏平ではない付着物２００を、安全で手軽にマグネチックチャック１００に附着することができるようになる。

本発明は、上記の実施例に限られることなく、以下の請求範囲を脱しない限度内で、より多様に変形実施されることができることは勿論である。

一例として、上記のフェライト（または稀土類）磁石１５１、１５２の磁性を逆にして、これに隣接するチャック本体１１０の磁性も逆にした状態でアルニコ磁石１２０の磁性を変換させて、付着物２００、３００がマグネチックチャック１００に附着するか又は分離するようにすることもできる。このような場合、各構成要素１１０、１２０、１４１、１４２、１５１、１５２の磁性は図１ないし図１０に示した実施例の反対になる。

また、図９及び図１０に示したように、マグネチックチャック１００の上面と底面に薄い補強板１００ｂ、１００ｃを設置してマグネチックチャック１００の上面と底面が付着物２００、３００と直接接触して損傷されないようにすることが望ましい。上記の補強板１００ｂ、１００ｃは強度が優秀で厚さが薄いほど良い。

従来の技術によるマグネチックチャックを示す。従来の技術によるマグネチックチャックを示す。本発明によるマグネチックチャックの第１実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第１実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第２実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第２実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第３実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第３実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第４実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第４実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第５実施例を示す。本発明によるマグネチックチャックの第５実施例を示す。

符号の説明

１００：マグネチックチャック、１００ａ；充填物、
１００ｂ、１００ｃ；補強板、１１０；チャック本体、
１１０ａ；収容ホール、１１０ｃ；挿入ホール、
１１１；垂直部、１２０；アルニコ磁石
１３０；コイル、１４１、１４２；磁性体
１５１、１５２；フェライト（または稀土類）磁石
１６０；分離装置、１６１ａ、１６１ｂ；プッシャー
１６２；スプリング、１７０；締結部材
１８０；接触センサー、１８１；センシング部
１９０；支持器具、１９１；ジグ
１９２；スプリング、１９３；ジグ固定部材
２００、３００；付着物、３００ａ；締結ホール

Claims

チャック本体の収容ホールに差し込まれた各構成要素が充填物を媒介で相互結束され、チャック本体の収容ホールに内設されるマグネチックチャックであって、
収容ホールが形成された磁性体材質のチャック本体、チャック本体の収容ホールに差し込まれるアルニコ磁石、チャック本体の収容ホールに差し込まれてアルニコ磁石をくるむコイル、チャック本体の収容ホールに差し込まれてアルニコ磁石の上部に隣接配置される第１磁性体、及び、チャック本体の収容ホールに差し込まれて第１磁性体のまわりに隣接配置される第１フェライトまたは稀土類磁石を含み、
上記の収容ホールがチャック本体に貫通して形成され、第１磁性体はチャック本体の上面に露出し、アルニコ磁石はチャック本体の底面に露出する
ことを特徴とするマグネチックチャック。
請求項１において、上記のチャック本体に設置され、付着物を外側で弾性支持する分離装置が、更に、設けられる
ことを特徴とするマグネチックチャック。
請求項１において、上記のチャック本体に設置され、付着物の接触可否を感知する接触センサーが、更に、設けられる
ことを特徴とするマグネチックチャック。
請求項１において、上記のチャック本体に設置され、付着物を支持する支持器具が、更に、設けられる
ことを特徴とするマグネチックチャック。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、ある一項において上記のチャック本体の収容ホールに差し込まれてアルニコ磁石の下部に隣接配置される第２磁性体と、チャック本体の収容ホールに差し込まれて第２磁性体のまわりに隣接配置される第２フェライトまたは稀土類磁石が補強具備され、第１磁性体はチャック本体の上面に露出し、第２磁性体はチャック本体の底面に露出される
ことを特徴とするマグネチックチャック。