JP2011519734A - 自己締着型磁気装置および該磁気装置制御用のコントロールユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、鉄製エレメント（Ｐ１）を磁気的クランプするための磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ）に関するものであり、この磁気装置は、複数のポールピース（３０Ａ）を備える、所定の厚さ（Ｓ）の支持構造（１１、１１Ａ）と、前記支持構造（１１、１１Ａ）における比較的大きな対向する表面に形成された第１および第２のサイド（１２、１３）とを有し、前記複数のポールピース（３０Ａ）のポールピースは、少なくとも１つの第１のポールピースコレクタ（５０）を有し、各第１のポールピースコレクタ（５０）の側方部分（５０Ａ）が前記第１のサイド（１２）の一部分を形成し、前記ポールピース（３０Ａ）は、少なくとも第１の磁束（Ｆ１）を前記第１のサイド（１２）上に形成し、第１の鉄製エレメント（Ｐ１）を磁気的にクランプする。この磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ）は、前記磁気装置の少なくとも１つの動作状態において、前記第１の磁束（Ｆ１）が、第２の鉄製エレメント（Ｐ２）を磁気的にクランプするために、前記第２のサイド（１３）に第２の磁気クランプ面を規定し、前記第１の磁束（Ｆ１）は、前記第２のサイド（１３）から発し、所定の磁界深度（Ｔ）を備える隣接ポールピース（３０Ａ）に再閉路することを特徴とする。

Description

本発明は、自己固着型磁気装置およびそのコントロールユニットに関するものであり、とりわけ自己固着型磁気装置は、この磁気装置が作動状態にあるときに金属エレメントを磁気的にクランプすることができ、この磁気装置が非作動状態にあるときに前記金属エレメントを解放する。

ここで用語「磁気装置」は以下のことを意味する。
・永久磁石装置、すなわちその状態をアクティブからインアクティブに、またはその反対に切り替えるため、またはクランプのために使用される場合に電力を必要としない装置であって、装置内に適切に配置された永久磁石により形成されるもの。
・電子永久磁石装置、すなわちクランプのために使用する場合には電力を必要としないが、それが作動および非作動されるためには電力を必要とする装置であって、可逆永久磁石と、必要であれば装置内に適切に配置された静止永久磁石により形成されるもの。
・電磁石装置、すなわちクランプのために電力供給を必要とし、磁気コアが強磁性材料からなるもの。

図１Ａと１Ｂに示された従来技術の磁気クランプ装置１は、例えば電気永久磁石デュアルマグネット型であり、強磁性材料のブロックからなるハウジング２を有し、このハウジングは底部２Ｂと、底部の内面２Ｃ上に配置されたＮ個のポールピース３Ａとを備える。

その他、ハウジング２は種々のコンポーネントを、当業者には公知の方法により組み立てることによって作製することができる。

各ポールピース３Ａ（図１Ｂ参照）は、電子永久磁石装置の場合、少なくとも、
・１つのポールピースコレクタ５、
・１つの可逆永久磁石コア４、そして
・可逆永久磁石コア４の周囲に拡がる磁化状態を変化するための１つの電気コイル３（ソレノイドとしても知られる）を有する。

とりわけ電気コイル３は、可逆永久磁石４を収容するための空間を画定するように構成されている。可逆永久磁石はＡｌＮｉＣｏ型の磁石であり、その上にポールピースコレクタ５が配置される。

さらにポールピース３Ａはまた、フェライトまたはＮｄＦｅＢからなる１つまたは複数の静止磁石９を有する。この静止磁石９は、金属エレメントＰをクランプするために付加的な永久磁界を発生することができるよう適切に配向されている。

また公知技術によれば、ポールピース３Ａは、例えば適切なホール７に収容されたネジ６によってハウジング２と関連されており、ソレノイド３と可逆磁石４をパック内に、アセンブリとしてクランプすることができる。

さらに、金属エレメントＰにマッチングするためにとくに必要であれば、ポール延長部１４を１つまたは複数のポールピース３Ａに関連させることができる。

樹脂製鋳造ステップ１０が設けられており、これにより磁気装置１は不純物および／または液体の浸透に対して実質的に不浸透性であり、隙間を充填することができる。

図１Ａと１Ｂを参照すると、各ポールピース３Ａのポールピースコレクタ５が、正方形の平面形状を備える、平行六面体の強磁性ピースからなることが分かる。

ここで使用されるよう用語「ポールピースコレクタ５」とは、一方の側５Ａの表面が、磁気装置１が非作動のときに磁気的に中性であり、磁気装置１が作動されるときに磁気的にアクティブになるエレメントを指すよう意図するものである。

言い替えると、ポールピースコレクタ５は、その６つの面のうちの４つの面で磁界が１つの方向に配向されており、第５の面では磁界の方向を、他の４つの面の磁界方向と同じまたは反対の極性に変化することができ、第６の面は面５Ａと同じであり、
・第５の面に発生された磁界が、他の４つの面の磁界と反対の極性を有するとき（磁気装置が非作動である）、磁気的に中性であり、
・第５の面に発生された磁界が、他の４つの面の磁界と同じ極性を有するとき（磁気装置が作動されている）、磁気的にアクティブである。

簡単に言えば、ポールピースコレクタ５は、可逆永久磁石コア４により発生された磁束を面５Ａの表面に伝達し、磁気的なクランプ表面２Ａを形成するように設計されたエレメントである。

「Ｎ個の」ポールピースコレクタ５の面５Ａの表面は全体として、機械加工すべき金属エレメントＰをしっかりとクランプするための磁気的クランプ表面２Ａを形成する。

さらにここで使用される、磁気装置に関しての「アクティブ／インアクティブ」の用語は、可逆永久磁石４の磁化状態を、適切な磁界を電気コイル３に発生することのできる電気制御によって変化できることを意味するためのものである。

磁気装置１が非強磁性材料からなる表面上にある場合、ハウジング２は可逆永久磁石コア４により形成されるすべての磁束が、底部２Ｂの厚さＨ内に含まれるような底部２Ｂを有する。

したがって磁気装置１がいったん作動されると、底部２Ｂの外側表面２Ｄ、すなわち磁気装置１の座面には磁気的クランプ力が存在しない。

したがって表面２Ｄは磁気的に中性である。

厚さＨは、磁束が短絡され、磁束が底部から漏れることを阻止するように構成されている。

この目的のために、厚さＨは、磁束が表面２Ｄから漏れないように、また磁気装置１の所要の機械抵抗に寄与するように適切に寸法設計されている。

このような機械装置は、通例、金属エレメント加工装置と関連して使用される。これは一般的には、工作機械または強磁性ワークピースクランプ装置である。

とりわけ磁気装置１のハウジング底部２Ｂの外表面２Ｄは、そのような工作機械と機械的に結合されている。

したがっていったん磁気装置１が作動されると、クランプ表面２Ａは、機械加工すべき金属エレメントＰを磁気的に保持することができ、底部２Ｂの外側表面２Ｄは工作機械と機械的に結合される。

磁気装置と工作機械は、取り外し可能にまたは恒久的に結合することができる。

例えば磁気装置の底部２Ｂを工具のフレーム（またはベッド）と取り外し可能に結合すべき場合、万力、ボルトおよび／またはネジのように磁気装置を金属エレメントの機械加工中に機械的に保持することのできる結合手段が使用される。

実際には、金属エレメントＰの機械加工に先立って、磁気装置１の底部２Ｂを、まず前記結合手段の１つまたは組合せによって工作機械に機械的に結合し、表面２Ｄが機械ベッドに対して適切に運動するようにしなければならない。

次に、金属エレメントＰをクランプ表面２Ａの上に配置し、磁気装置を作動させて、金属エレメントＰをクランプ表面に機械的にクランプする。

ハウジング２の底部２Ｂと工作機械との間の結合は、機械的な点接合であるにもかかわらず、パーツは結合手段が存在するポイントでだけ結合される。

このことは、金属エレメントＰの機械加工中の不所望な機械ストレスの原因となり、振動吸収も不十分である。そのため、金属エレメントの機械加工精度にも影響する。

さらに磁気装置を、現在機械的に結合されているもの以外の別の工作機械とともに使用しなければならない場合には、すべての機械的結合を除去しなければならないが、このことは労働時間の点で高いコストが掛かり、シャットダウンのため生産性も低下する。

上記のことから、金属エレメントをクランプするための磁気装置の製造業者も、そのユーザも、金属ワークピースの機械加工により誘発される振動を除去する磁気装置を強く必要としている。

さらに磁気装置の使用性を改善し、種々異なる工作機械を迅速に交換することができ、上記の結合手段を必要とせず、または少数の結合手段しか必要とせずに、機械ベッドとの結合を保証することが必要である。したがって本発明が基礎とする課題は、上記の必要性を満たす構造および機能を特徴とし、上記従来技術の欠点を除去する、金属ワークピースをクランプするための磁気装置を提供することである。

この課題は、磁気装置がアクティブ状態のときに金属エレメントを磁気的にクランプし、磁気装置がインアクティブ状態のときに前記金属エレメントを解放する、請求項１に記載された磁気装置によって解決される。

この課題はまた、金属エレメントを磁気的にクランプする磁気装置の動作条件を制御する、請求項１８に記載されたコントロールユニットにより解決される。

本発明の装置は、工具から鉄製ワークピースに機械加工中に伝達される振動を有意に減衰する。なぜならこの装置は工具のベッドと合体されているからである。

さらに本発明のおかげで、磁気装置の底部は工具のベッドに、機械的結合部なしで自己締着することができ、クランプ表面に磁気的にクランプされた金属ワークピースＰ上で機械的な機械加工プロセスが実行される。

本発明の磁気装置のさらなる側面および利点は、有利な実施例の以下の説明および添付図面から明らかである。この実施例は説明のためのものであり、限定ではない。

従来技術の磁気装置の斜視図である。 図１Ａの磁気装置のラインＩＩ−ＩＩに沿った部分断面図である。 機械加工すべきワークピースと関連する本発明の磁気装置とコントロールユニットの斜視図である。 図２Ａの磁気装置の詳細な部分展開断面図である。 本発明の第１の実施形態の断面図である。 図３に示した磁気装置の動作ステップを示す図である。 図３に示した磁気装置の動作ステップを示す図である。 図３に示した磁気装置の動作ステップを示す図である。 本発明の第２の実施形態の断面図である。 図５に示した磁気装置の動作ステップを示す図である。 図５に示した磁気装置の動作ステップを示す図である。 図５に示した磁気装置の動作ステップを示す図である。 本発明の磁気装置の第３の実施形態の断面図である。 本発明の磁気装置の第４の実施形態の断面図である。 本発明の磁気装置の第５の実施形態を、異なる操作ステップで示す断面図である。 本発明の磁気装置の第５の実施形態を、異なる操作ステップで示す断面図である。 本発明の磁気装置の第６の実施形態を、異なる操作ステップで示す断面図である。 本発明の磁気装置の第６の実施形態を、異なる操作ステップで示す断面図である。 本発明の磁気装置の使用を示す斜視図である。

本発明を、電気永久磁石デュアルマグネット型の磁気装置を参照して説明するが、永久磁石、電磁石、または手動操作装置を使用しても同様の結果が得られる。

添付の図２Ａと２Ｂを参照すると、数字１０Ａは本発明の磁気クランプ装置全体を示す。金属エレメントＰ１を磁気的にクランプするための磁気装置１０Ａは本発明は、厚さＳのＮ個のポールピース３０Ａを備える支持構造１１を有する。

とりわけ支持構造１１は、それぞれ対向する大きな平面にある第１と第２の側１２、１３により形成されている。とりわけ第１と第２の側１２、１３は互いに平行に延在しており、これによりそれぞれの平面を規定している。

この下に示すように、例えばサイド１２により規定される平面は、機械加工すべき金属エレメントＰ１が磁気的にクランプされる平面として設計され、サイド１３により規定される他方の平面は、工具のベッドのような金属材料Ｐ２に磁気的にクランプされる平面として設計されている。

有利にはコントロールユニット１００が、このような装置の動作条件を制御するために磁気装置１０Ａに接続されている。

とりわけコントロールユニット１００は磁気装置１０Ａと電気的に関連しており、電気接続１０１を介して電気コイル３０を制御し、磁気コア４０の磁化状態を、特別の動作条件に応じて変化させる。

コントロールユニット１００は複数のボタン１０２を有し、これらは磁気装置１０Ａの動作をコントロールする操作者により、下にさらに詳細に説明する動作条件に応じて押される。

とりわけポールピース３０Ａは、少なくとも１つの第１のポールピースコレクタ５０を有し、その側方部分５０Ａは第１のサイド１２の一部を形成する。

とりわけ、第１のポールピースコレクタ５０は有利には、支持構造１１を備える１つの部材から形成され、モノリシックな磁気装置１０Ａを形成している。

図２Ｂに示すように、第１のポールピースコレクタ５０は支持構造１１の一部分であり、材料除去のような機械的処理によって形成されるように設計されている。

この目的のために、支持構造１１は、支持構造１１の厚さＳ内に凹部を有する。

このような凹部は、第１のポールピースコレクタ５０を規定し、ポールピース３０Ａを形成するエレメントを受け入れるように構成されており、これについては後で詳述する。

有利には凹部は、第２のサイド１３の外表面から支持構造１１の厚さＳ内を延在する第１の凹部Ｒ１を含む。

第１のコレクタ５０の底部５０Ｂを規定することに加えて、これらの凹部Ｒ１は、ポールピース３０Ａを構成する複数のエレメントを受け入れるように設計されている。

実際、凹部Ｒ１は、支持構造１１の厚さＳ内に形成されており、第２のサイド１３の外表面から深さＳ’で延在し、第１のポールピースコレクタ５０の底部５０Ｂを形成し、ポールピース３０Ａを構成するエレメントの一部分を受け入れるように適切に成形されている。

さらに凹部は、第１のサイド１２の外表面から支持構造１１の厚さＳ内を延在する第２の凹部Ｒ２を含む。

これらの凹部Ｒ２は、ポールピースコレクタ５０の側面５０Ｃを規定し、ポールピース３０Ａを構成する付加的なエレメントを受け入れるように設計されている。

第１のコレクタ５０の側面５０Ｃは、第１および／または第２のサイド１２、１３に対して実質的に横に延在している。

とりわけ側面５０Ｃはサイド１２の一部分を形成しない。

言い替えると、Ｒ２は支持構造１１の厚さＳ内に、第１のサイド１２から深さＳ"まで形成されており、第１のポールピースコレクタ５０の側面５０Ｃを形成し、ポールピース３０Ａを形成する付加的なエレメントを受け入れるように成形されている。

ポールピース３０Ａの展開図であり、磁気装置１０Ａを形成の一部断面図である図２Ｂに示されているように、ポールピース３０Ａは少なくとも１つの第１の磁気コア４０と電気コア３０を含み、電気コイルは磁気コアの周囲に、磁気コア４０の磁化状態を変化させるために延在している。

例えば第１の可逆磁気コア４０は、ＡｌＮｉＣｏ型の可逆永久磁石により実現されている。

有利にはポールピース３０Ａは、第２のポールピースコレクタ６０を有し、その側方部分６０Ａは前記第２のサイド１３の一部分を形成する。

第１のポールピース６０は、磁気コア４０をクランプするために第１の磁気コア４０に接して配置されており、電気コイル３０は第１のポールピースコレクタ５０の底部５０Ｂに接するようパックされている。

さらに図２Ｂを参照すると、ポールピース３０Ａはさらに第２の磁気コア９０を含むことができる。

これら第２の磁気コア９０は、当業者には周知の技術を用いて第１のポールピースコレクタ５０の面に適切に配向され、接近して配置されている。

第２の磁気コア９０は好ましくは、フェライト製またはＮｄＦｅＢ製の、永久的に磁化された不可逆的磁気コアにより実現されている。

さらに図３を参照すると、これら磁気コア９０を被覆する目的で、ギャップ１０を例えばレジンにより充填し、不純物および／または液体の浸透に対して不浸透性を確保するステップが設けられている。

有利には好ましい磁気装置１０Ａの実施例において、これらのエレメントは円形平坦形状エレメントにより実現されている。

とりわけ以下のように実施される：
・第１の磁気コア４０は、厚さＨ、直径Ｄのシリンダ体により実現されており、
・電気コア３０は、厚さＨ１、直径Ｄ１の環状エレメントにより実現されており、ここでＤ１はＤより大きく、
・第２のポールピースコレクタ６０は、あらかじめ定められた厚さＨ２、磁気コア４０の直径と同じ直径Ｄのシリンダ体により実現されており、
・第２の磁気コア９０は、直径Ｄ１と厚さＨ２の環状エレメントの複数の部分によって実現されている。

第２のポールピースコレクタ６０の厚さＨ１は、磁気コア４０により発生された磁束または磁束のほとんどが磁気的にアクティブになる第２のサイド１３の表面に放射されるように構成されている。これは、磁気装置１０Ａを第２のサイド１３によりクランプするのに十分な磁力が得られるようにするためである。

その他に、Ｎ個のポールピース３０Ａを形成するエレメントは、正方形、長方形、または他の形状を有することができる。

「Ｎ個の」ポールピース３０Ａは構造１１内に、所定の幾何パターンにしたがうことなく自由に配置することができる。

それにもかかわらず好ましい実施例によれば、「Ｎ個の」ポールピース３０Ａが構造１１内に所定のパターンにしたがって配置されており、例えば「Ｎ個の」ポールピース３０Ａは、マトリクスパターン（図２Ａ参照）にしたがって配置することができる。

好ましくは「Ｎ個の」ポールピース３０Ａの中心Ｃは、マトリクスを形成する列および／または行に沿って配置される。

有利には装置１０Ａの通常の使用モードによれば、ホール１５はポールピースコレクタ５０の中心Ｃに形成することができる。

イタリア特許願第２００７Ａ００１２２７号に開示されたファスナーデバイス１６が、各ホール１５と関連することができる。

ポール延長部（図示せず）の脚は、このようなファスナーデバイス１６に関連することができる。

ポール延長部の技術的および動作的特徴の説明は、例えばイタリア特許第１２２２８７５号および特許願第２００７Ａ００１３５３号に記載されているようなポール延長部の利点と同じである。

とりわけホール１５がポールピース３０Ａの中心Ｃに形成されており、ポールピース３０Ａがマトリクスパターンに配列されていれば、ホール１５は直交デカルト座標軸Ｘ−Ｙの基準系の軸に平行な所定の軸に沿って整列される。

次に、磁気装置１０Ａの静的特性について、図３と図４Ａから４Ｃを参照して説明する。動作特性についてはさらに後で説明する。

とりわけ図４Ｃを参照すると、ポールピース３０Ａは、磁気装置１０Ａが動作条件にあるとき、すなわち磁気的にアクティブなときに、少なくとも第１の磁束を第１のサイド１２に発生する。

このような磁束Ｆ１は、第１の鉄製エレメントの磁気的クランプを保証することができる。

有利には第１の磁束Ｆ１は、第２のサイド１３における付加的な磁気クランプ面を規定する。このクランプ面は、第２の鉄製エレメントＰ２（図４Ｃ参照）を磁気的にクランプするためのものである。

言い替えると、磁気装置１０Ａが動作状態にあるとき、ポールピース３０Ａは、第２の鉄製エレメントＰ２の磁気的クランプを保証する少なくとも同じ磁束を発生する。

ポールピース３０Ａから放射される磁束Ｆ１は、これに左に隣接するポールピースから放射される磁束とは反対の方向を有しており、いわゆる双方向回路を形成する。

双方向磁気回路の動作と利点は米国特許第４３５６４６７号に記載されている。

したがって第１の磁束Ｆ１は第２のサイド１３から、所定の磁界深度Ｔで放射される。

ここで使用される用語「磁界深度Ｔ」は、全磁束Ｆ１が２つの異なる隣接ポールピース３０Ａ間をショートすることができる、第２のサイド１３の外表面からの最小間隔を意味するものである。

とりわけ磁気装置１０Ａにより第２のサイド１３の表面から発生され、第２のサイド１３から放射される磁界は磁界深度Ｔを有しており、これは第２のポールピースコレクタ６０の最大長さ寸法に等しい。

第２のポールピースコレクタ６０の最大長さ寸法とは、次のことを意味する：
・第２のポールピースコレクタ６０がシリンダであれば、最大長さ寸法は、高さおよび／または直径間で選択される最大値である；
・第２のポールピースコレクタ６０が立方体であれば、最大長さ寸法は、サイドの値である；
・第２のポールピースコレクタ６０が平行六面体であれば、最大長さ寸法は、サイドと高さおよび／または幅の間の最大値である。

したがって磁束は、サイド１３の表面から発生され、鉄製エレメントＰ２を磁気装置１０Ａにしっかりと確保するのに十分な磁力を発生するような磁界振動Ｔを有する。

「鉄製エレメントＰ２を磁気装置１０Ａにしっかりと確保するのに十分な磁力」とは、このような磁気装置１０Ａが第１のサイド１２の表面に発揮することのできる最大力よりも少なくとも１５％大きな力の値を意味する。

磁気装置１０Ａの通常動作条件では、図９の例に示されているように、第２のサイド１３の表面のクランピング条件は、第１のサイド１２の表面のクランピング条件よりも良好である。

第２のサイド１３の表面は全体で覆われている。なぜならこの第２のサイド１３は工具ベッドと完全に接触しているからである。一方、第１のサイド１２は機械加工すべき鉄製ワークピースＰ１と関連し、このワークピースは通例、第２のサイド１２の表面よりも小さく、一般的には大きなギャップを有する。

したがって工具ベッドと、磁気装置１０Ａの第２のサイド１３との間のギャップは非常に小さく、一方、第１のサイド１２と機械加工すべき鉄製ワークピースＰ１との間には重大なギャップが存在することになる。

したがってこれらの条件の下で、第２のサイド１３の表面に展開される磁力値は、第１のサイド１２の表面に展開される磁力値よりも小さい。

図３を参照すると、磁気コア９０が実際に凹部Ｒ２に収容されており、凹部Ｒ２は第２の磁束Ｆ２を第１のクランプサイド１２に発生することができる。これにより第１の鉄製エレメントＰ１は前記第１の磁束Ｆ１と第２の磁束Ｆ２により磁気的にクランプされる。

したがって図３と４Ａから４Ｃに示した磁気装置１０Ａは３つの異なる動作状態を有することができる。すなわち：
・アクティブ状態；
・インアクティブ状態；
・取付け／取り外し状態。

図３と図４Ａから４Ｃに示された磁気装置１０Ａはコントロールユニット１００を必要とし、このコントロールユニットは第１の磁気コア４０により発生される磁界を適切に変化することができる。

とりわけこのようなコントロールユニット１００は、上記３つの異なる動作状態において電力制御を行う電気コントロールユニットである。

とりわけコントロールユニット１００は、３つの異なる動作状態のそれぞれに対して特別の制御を実行する。すなわち、
・アクティブ状態では、磁化サイクルが第１の磁気コア４０で一方の方向に実行される；
・インアクティブ状態では、磁化サイクルが第１の磁気コア４０で他方の方向に実行される；
・取付け／取り外し状態では、減磁サイクルが第１の磁気コア４０で実行される。

言い替えるとコントロールユニット１００は：
・表面１２の活性化のために、第１の磁気コア４０の磁界が、第２の磁気コア９０により発生される磁界と同じ方向を有するようにし、
・表面１２の非活性化のために、第１の磁気コア４０の磁界が、第２の磁気コア９０により発生される磁界と反対の方向を有するようにし、
・第１の磁気コア４０を減磁して、磁気装置１０Ａの取付けおよび／または取り外しができるようにする。

この目的のためにコントロールユニット１００は、少なくとも２つの電子管（ダイオード、ＳＣＲ等）の逆並列回路を有する電気回路により実現されており、アクティブ動作状態では電流の正の半波を通過させ、インアクティブ動作状態では電流の負の半波を通過させ、取付け／取り外し状態では電流の正と負の半波の組合せを通過させる。

したがって磁気装置１０Ａの動作ステップを示す図４Ａから４Ｃを参照すると、第２のサイド１３の表面を非活性化するために、上記のコントロールユニット１００により実行される特定の手順が示されている。

とりわけ図４Ｃを参照すると、磁気装置１０Ａの第１のサイド１２と第２のサイド１３がアクティブであり、この状態では永久磁石４０の磁界が、永久磁石９０により発生される磁界と同じ方向を有する。

この動作状態は、磁気装置１０Ａをしっかりとロックし、または強磁性エレメントＰ２への自己締付けを可能にする。

したがってこの動作状態は強磁性エレメントＰ１の安全な機械加工を可能にし、磁気装置１０Ａはしっかりとロックするか、または図９を参照して説明した工具ベッドとすることのできるエレメントＰ２に締め付けられる。

したがって磁気装置１０Ａがアクティブ動作状態の場合、
・第１のサイド１２が、第１の鉄製エレメントＰ１を磁気的にクランプするための第１のクランプ面を、第１の磁束Ｆ１および／または第２の磁束Ｆ２により形成し、
・第２のサイド１３は、第２の鉄製エレメントＰ２を磁気的クランプするための第２のクランプ面を第１の磁束Ｆ１により形成する。

言い替えると、磁気装置１０Ａがいったんアクティブ動作状態になれば、磁束線Ｆ１および／またはＦ２が第１のポールピースコレクタ５０の表面５０Ａ上に第１の磁極を形成し、第２のポールピースコレクタ６０の表面６０Ａに第２の磁極を形成する。

最後に、可逆的永久磁石４０により発生される磁界の磁束線Ｆ１は、第１の鉄製エレメントＰ１と第２の鉄製エレメントＰ２の両方を貫通する。

これは、第２のサイド１３の支持面１１内において適切な断面の強磁性短絡回路を見つけられずに、永久磁石４０により発生される磁束の量が所定の磁界深度Ｔに現れ、第２の鉄製エレメントＰ２をしっかりとクランプするのに十分となるからである。

磁気装置１０Ａは強磁性底部を有していない。すなわち支持構造１１は、永久磁石４０により発生される磁束全体を伝達する強磁性短絡回路を有していない。

したがって磁気装置１０Ａが動作状態にあるとき、第１の磁気コア４０の磁界により発生される磁束線は、前記第２のサイド１３が鉄製エレメントＰ２の上に置かれていれば鉄製エレメントＰ２により短絡される。

したがって磁気回路１０Ａの第２のサイド１３は第２の鉄製エレメントＰ２に磁気的に自己締着、または自己ロックする。

したがって例えば、第１のサイド１２のクランプ面が機械加工される鉄製エレメントＰ１の磁気的クランプに使用され、第２のサイド１３が工具ベッドへの磁気的クランプに使用される。

言い替えると、第１のサイド１２は通常、機械加工される鉄製エレメントを磁気的クランプするように設計されており、第２のサイド１３は、工具ベッドまたは他の強磁性エレメントを磁気的に確保することのできる磁気装置１０Ａの底部を形成する。

したがって有利には、磁気装置１０Ａは鉄製エレメントＰ１を磁気的にクランプすることができ、磁気装置１０Ａが鉄製エレメントＰ２に磁気的にクランプされる、またはこれをクランプするような機械的拘束力は必要ない。

図４Ａを参照すると、不活性動作状態、すなわち磁気装置１０Ａは鉄製エレメントＰ２はしっかりと強磁性エレメントＰ２にロックまたは自己締着されているが、強磁性エレメントＰ１に安全に接近したり、これを除去したりすることのできる状態が示されている。

この構成で、永久磁石４０の磁界が、第２の磁気コア９０により発生される磁界の方向と反対の方向を有しているとき、磁気装置１０Ａの第１のサイド１２はインアクティブであり、磁気装置１０Ａの第２のサイド１３がアクティブとなる。

上記のことから、図４Ａから４Ｃに示された動作状態を参照し、第１のサイド１２の状態（磁気的にアクティブであるか否か）を無視すれば、第２のサイド１３の表面は常にアクティブであることが分かる。

上記の状況では磁気装置の取付けを安全に実行することができない。これは磁気装置１０Ａを安全に分離することができない、すなわち強磁性エレメントＰ２に取付けおよび／またはこれから分離することができないことを意味する。

この取付けおよび／または取り外しステップの安全性を保障するために、第１のサイド１２を完全に覆う強磁性のプレートカバーが必要である。そして第１の磁気コア４０を減磁するために特定に手続を実行しなければならない。

とりわけ図４Ｂを参照すると、強磁性エレメントＰ２と安全に関連される磁気装置１０Ａに対して、永久磁石４０を減磁するためには強磁性プレートカバーを表面１２の上に置かなければならない。

強磁性材料のこのプレートカバーは、図４Ｂでは鉄製ワークピースＰ１と同形であり、表面１２に接して配置され、有利には表面１２から放射されるすべての磁束を包囲することができる。したがってこのプレートカバーと、機械加工される鉄製ワークピースＰ１とは別個である。

反対に、図４Ｂの動作状態でコントロールユニット１００はまず、第１のサイド１２をアクティベートするサイクルを実行し、次に、永久磁石４０を減磁するサイクルを実行する。

この特定の動作状態で、強磁性プレートカバーは磁気装置１０Ａに対して、永久磁石９０により発生される磁束Ｆ２だけによって確保されている。

図５と図６Ａから６Ｃを参照すると（前に説明したエレメントには同じ参照符合が付してある）、磁気装置１０Ｂが示されており、この磁気装置１０Ｂは、図３から図４Ｃを参照して説明した磁気装置とは、以下に述べる特定の構造面でだけ異なる。

とりわけ凹部Ｒ１が、第２のポールピースコレクタ６０、電気コイル３０および第１の磁気コア４０を収容するだけでなく、存在するならば第２の磁気コア９０も受け入れることが分かる。

反対に、磁気装置１０Ｂの構造１１にある凹部Ｒ２は、充填物質１０を受け入れるためにだけ使用される。

磁気装置１０Ｂの第２のサイド１３と第１のサイド１２の活性状態と不活性動作状態は、有利には、磁気装置１０Ａを参照して示したものと入れ替えることができる。

言い替えると、第１のサイドと第２のサイド１２、１３をアクティベートおよび／またはデアクティベートするコントロールユニット１００により実行されるアクティブサイクルとインアクティブサイクルは、上の説明とまったく同じである。

言い替えると、磁気装置１０Ａを参照すると、第２のサイドが機械加工される鉄製エレメントＰ１を磁気的に保持するために使用され、第１のサイド１２が第２の鉄製エレメントＰ２への自己締着のために使用される。

磁気装置１０Ｂは、図６Ａから６Ｃを参照して以下に説明するように動作する。

とりわけアクティベートステップは、図６Ｂに示すように、上記磁気装置１０Ａの図４Ｃの説明と同じように行われる。

図６Ｃを参照すると、強磁性エレメントＰ１に安全に接近し、または分離することのできる不活性状態が示されている。

この目的のために、磁気装置１０Ｂの第１のサイド１２はインアクティブであり、第２のサイド１３がアクティブである。

この動作状態は、磁気装置１０Ｂが強磁性エレメントＰ２にしっかりとロックされ、または自己締着されるために必要である。

図６Ｃを参照すると、強磁性エレメントＰ２に安全に接近し、または分離することのできる取付けおよび／または取り外し状態が示されている。

この目的のために、磁気装置１０Ｂの第１のサイド１２はアクティブであり、第２のサイド１３がインアクティブである。

この動作状態は、磁気装置１０Ｂを強磁性エレメントＰ２から除去するために必要である。

本発明の磁気装置の第３の実施形態を示す図７Ａを参照すると（ここでも前に説明したエレメントには同じ参照符合が付してある）、磁気装置１０Ｃが、所定の厚さＫの底部１３Ｂを有していることが分かる。

とりわけ第１のポールピースコレクタ５０の表面５０Ａが第２のサイド１２のクランプ面の一部を形成し、第２のポールピースコレクタ６０の表面６０Ａが第２のサイド１３の表面の一部を形成する。

とりわけ第２のポールピースコレクタ６０は凹部Ｒ３により規定される。

したがって図７Ａから、第２のポールピースコレクタ６０が所定の厚さＨ’の底部１３Ｂならびに凹部Ｒ３により形成され、磁気装置１０Ｃの前記第２のポールピースコレクタ６０には第１の磁束Ｆ１が貫通し、前記第２の磁気的クランプ面を規定していることが分かる。

この目的のために、永久磁石４０により発生される磁束Ｆ１は、ハウジング２の第２のサイド１３を形成する第２のポールピースコレクタ６０の表面６０Ａから出てくる。

第２のサイド１３の厚さＨ’は、図１Ｂに示した従来の磁気装置のハウジング２の底部の厚さＨと同等である。

それ以外では、磁気装置の第４の実施形態１０Ｄを示す図７Ｂを参照すると、第２のサイド１３の厚さＫが、それぞれの磁気装置の厚さＨおよび／またはＨ’を基準にして意図的に寸法縮小されている。

この構成によって、磁気装置１０Ｄは、第２のポールピースコレクタ６０を形成しない底部１３Ｂの飽和の後、鉄製部分Ｋに放射され、これを貫通する磁束量に比例する力により自己締着される。

言い替えると、磁気装置１０Ｃと１０Ｄにより発生される、底部１３Ｂの面からの磁界は第２のサイド１３から磁界深度Ｔまで出て来る。この磁界深度Ｔは、第２のポールピースコレクタ６０の最大線形寸法に最大で等しい。

図７Ｂを参照すると、第２のポールピースコレクタ６０が凹部Ｒ３により規定されていなければ、第２のポールピースコレクタ６０の最大線形寸法値を、底部１３における永久磁石４０の表面の投影の最大寸法であるとみなすべきである。

鉄製部分Ｋ（または図１Ａと１Ｂに示した従来の磁気装置ではその欠損部）および／または凹部Ｒ３のサイズの寸法縮小を適切に計算することによって、第２のサイド１３における締着力を決定することができる。

したがって磁気装置１０Ｃまたは１０Ｄはサイド１２上で機械加工される鉄製エレメントＰ１のクランプに使用することができ、一方、底部１３Ｂの表面１３はベッドまたは任意の鉄製エレメントＰ２に自己締着することができる。

磁気装置１０Ｃまたは１０Ｄの使用は常にコントロールユニット１００（図７Ａと７Ｂには示されていない）を必要とする。コントロールユニットは磁気装置１０Ａを参照して上に説明したのと同じ動作を有することができる。

言い替えると、コントロールユニット１００は、第１の磁気コア４０の磁界を適切に操作し、これが第２の磁気コア９０により発生される磁界と同じ方向を有するようにして表面１２を活性化する。または反対の方向を有するようにして表面１２を不活性化する。そして第１の磁気コア４０を減磁して、磁気装置１０Ｃの取付けおよび除去を可能にする。

本発明の磁気装置の第５と第６の実施形態を示す図８Ａから８Ｄ（前に説明したエレメントには同じ参照符合が付してある）を参照すると、磁気装置１０Ｄは、例えば永久的に磁化された非可逆型の第２の磁気コア９０に加えて、支持構造１１が永久的に磁化された非可逆型の付加的な磁気コア９０Ａを有するように構成されている。

とりわけ永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０が第２の凹部Ｒ２に収容されており、一方、付加的な永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０Ａは第１の凹部Ｒ１に収容されている。

永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０と９０Ａの相互の配向に応じて、２つの異なる磁気装置１０Ｅまたは１０Ｆを得ることができる。すなわち、
・永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０と９０Ａが同じ方向に配向されていれば、サイド１２がアクティブであるときにサイド１３がインアクティブであり、またはその反対である。これは磁気装置１０Ｅを形成する。
・永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０と９０Ａが反対の方向に配向されていれば、サイド１２と１３は同時にアクティブまたはインアクティブとなる。これは磁気装置１０Ｆを形成する。

さらに注意すべことは：
・同じ方向とは、永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０が一方の極性でポールピースコレクタ５０の上に配置されており、永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０Ａが同じ極性で第２のポールピースコレクタ６０の上に配置されていることを意味する。
・反対の方向とは、永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０が一方の極性でポールピースコレクタ５０の上に配置されており、永久的に磁化された非可逆型磁気コア９０Ａが反対の極性で第２のポールピースコレクタ６０の上に配置されていることを意味する。

図９を参照すると、磁気装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅまたは１０Ｆの可能な動作構成が示されている。

図９で、磁気装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅまたは１０Ｆの第２のサイド１３は工具１８のベッド１７に磁気的に保持されており、一方、磁気装置１０Ａの第１のサイドは機械加工される鉄製エレメントＰ１（図示せず）を磁気的に保持する。

磁気装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅまたは１０Ｆのこの動作条件で、鉄製エレメントＰ１が機械加工されるとき、磁気装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅまたは１０Ｆが工具１８のベッド１８にしっかりとロックまたは自己締着することにより、不所望の機械適応力が防止され、これにより鉄製エレメントＰ１の機械加工される精度が向上する。

とくに図９に示されたように、特別な機械加工工程により要求された場合に、機械的な固定手段が磁気装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅまたは１０Ｆとベッド１７との間に挿入されたとしても、磁気装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅまたは１０Ｆは工具１８のベッド１７に磁力によってのみ保持される。

上記の説明から明らかなように、本発明の磁気装置は上記の必要性を満たし、本明細書の導入部分に述べた従来技術の欠点を克服する。

当業者であれば、請求項に請求された本発明の枠を逸脱することなしに多数の変更および変形の実施が可能である。

Claims (20)

1. ・支持構造の厚さ（Ｓ）内に保持される複数のポールピース（３０Ａ）を備える支持構造（１１、１１Ａ）と、
   ・前記支持構造（１１、１１Ａ）における比較的大きな対向する表面に形成された第１および第２のサイド（１２、１３）とを有する、鉄製エレメント（Ｐ１）を磁気的クランプするための磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ）であって、
   ・前記複数のポールピース（３０Ａ）のポールピースは、少なくとも１つの第１のポールピースコレクタ（５０）を有し、
   ・各第１のポールピースコレクタ（５０）の側方部分（５０Ａ）が前記第１のサイド（１２）の一部分を形成する磁気装置において、
   前記磁気装置の少なくとも１つの動作状態においては前記第１の磁束（Ｆ１）が、第２の鉄製エレメント（Ｐ２）を磁気的にクランプするために、前記第２のサイド（１３）に第２の磁気クランプ面を規定し、
   前記第１の磁束（Ｆ１）は、前記第２のサイド（１３）から発し、所定の磁界深度（Ｔ）を備える隣接ポールピース（３０Ａ）に再閉路する、ことを特徴とする磁気装置。
2. 前記第２の鉄製エレメント（Ｐ２）を前記第２のサイド（１３）の前記第２のクランプ面に対してしっかり確保するために必要な磁力は、磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０）が前記第１のサイド（１２）のクランプ面上に発揮することのできる最大の磁力よりも少なくとも１５％高い力の値である請求項１記載の磁気装置。
3. 前記ポールピース（３０Ａ）は第２のポールピースコレクタ（６０）を有し、
   前記第２のポールピースコレクタ（６０）の側方部分（６０Ａ）が前記第２のサイド（１３）の一部分を形成する請求項１または２記載の磁気装置。
4. 前記第１のサイド（１３）から発する前記第１の磁束（Ｆ１）の前記所定の磁界深度（Ｔ）は、前記第２のポールピースコレクタ（６０）の最大長さ寸法に等しいかまたはこれより大きく、当該磁界深度は前記だい２の鉄製エレメント（Ｐ２）をしっかりクランプするように適合されている請求項３記載の磁気装置。
5. ポールピース（３０Ａ）は、第１の磁気コア（４０）を包囲する磁化を逆転させる電気コイル（３０）を含む請求項１から４までのいずれか１項に記載の磁気装置。
6. 前記支持構造（１１、１１Ａ）は、前記第２のポールピースコレクタ（６０）、前記第１の磁気コア（４０）、および前記第１の磁気コア（４０）の磁化状態を変化させる前記電気コイル（３０）を収容するための第１の凹部（Ｒ１）を有する請求項５記載の磁気装置。
7. 前記ポールピース（３０Ａ）は、第２の磁気コア（９０）を有し、該第２の磁気コア（９０）は、前記第１のサイド（１２）の前記第１のクランプ面に第２の磁束（Ｆ２）を発生し、前記第１の鉄製エレメント（Ｐ１）を、前記第１と第２の磁束によって磁気的にクランプする請求項５記載の磁気装置。
8. 前記第１の磁気コア（９０）を収容する第２の凹部（Ｒ２）を有する請求項７記載の磁気装置。
9. 前記支持構造（１１、１１Ａ）は、前記第２のポールピースコレクタ（６０）、前記第１の磁気コア（４０）、および前記第１の磁気コア（４０）の磁化を反転させる前記電気コイル（３０）を収容するための第１の凹部（Ｒ１）を有する請求項５または７記載の磁気装置。
10. 前記第２のサイド（１３）は、所定の厚さ（Ｋ）の底部（１３Ｂ）から形成され、磁気装置の前記底部（１３Ｂ）には、前記第２のサイド（１３）の前記第２の磁気的クランプ面を規定する前記第１の磁束（Ｆ１）が貫通する請求項１から５までのいずれか１項に記載の磁気装置。
11. 前記第２のサイド（１３）は所定の厚さ（Ｈ’）の底部（１３Ｂ）から形成され、
    第２のサイドは、前記第２のポールピースコレクタ（６０）の長さ寸法を規定するように適合された第３の凹部（Ｒ３）を有する請求項１から５までのいずれか１項に記載の磁気装置。
12. 前記支持構造（１１Ａ）は、前記第１のポールピースコレクタ（５０）、前記第１の磁気コア（４０）、および磁化反転のための前記電気コイル（３０）を収容する第１の凹部（Ｒ）を有する請求項１０または１１記載の磁気装置。
13. 前記ポールピース（３０Ａ）は、第２の磁気コア（９０）を有し、該第２の磁気コア（９０）は、前記第１のサイド（１２）の前記第１のクランプ面に第２の磁束（Ｆ２）を発生し、前記第１の鉄製エレメント（Ｐ１）を、前記第１と第２の磁束（Ｆ１、Ｆ２）によって磁気的にクランプする請求項１２記載の磁気装置。
14. 前記ポールピース（３０Ａ）は、第３の磁気コア（９０Ａ）を有し、該第３の磁気コア（９０Ａ）は、前記第１のサイド（１２）の前記第２のクランプ面上に第２の磁束（Ｆ２）を発生し、前記第２の鉄製エレメント（Ｐ２）を、前記第１と第２の磁束によって磁気的にクランプする請求項５記載の磁気装置。
15. 前記第１の磁気コア（４０）は永久的に磁化された可逆型磁気コアであり、前記第２と第３の磁気コア（９０、９０Ａ）は永久的に磁化された非可逆型磁気コアである請求項５または７または１４記載の磁気装置。
16. 前記複数のポールピース（３０Ａ）は、三角形、四角形、楕円形または円形の面形状を有する請求項１から１５までのいずれか１項に記載の磁気装置。
17. 前記サイド（１２）は複数のホール（15）を有する請求項１から１６までのいずれか１項に記載の磁気装置。
18. 請求項１から１３までのいずれか１項に記載の磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）の動作状態をコントロールするためのコントロールユニット（１００）であって、
    該コントロールユニット（１００）は、動作的に逆並列に接続された電子管を有し、
    前記磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）が活性化／不活性化動作状態にあるとき、および前記磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）が取付け／取り外し状態にあるとき、該磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）の動作に対して必要な動作状態に応じて、電流の正の半波および／または負の半波を通過させ、および／または電流の正と負の半波の組合せを通過させることを特徴とするコントロールユニット。
19. 鉄製エレメント（Ｐ１）を磁気的にクランプする磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ）と、鉄製ワークピースを機械加工するための装置との組み合わせにおいて、
    前記磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ）は、請求項１に記載の磁気装置であり、
    前記磁気装置（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ）の前記第２のサイド（１３）の前記第２の磁気的クランプ面は、鉄製ワークピースを機械加工するための前記装置（１８）に磁気的に確保されている、ことを特徴とする磁気装置と装置との組合せ。
20. 前記ワークピースを機械加工するための装置は、工具のベッド（１７）である請求項１９記載の組合せ。

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