JP2017144525A - 磁気吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気吸着装置の装置内への液体の浸入を阻止しつつ、ワークを載置して支持する面の強度を高めると共に、製作性を向上させて、製造コストを有利に低減することが可能となる、改良された磁気吸着装置を提供すること。【解決手段】永久磁石３２と、第１のコア３４と、コイル３６と、第２のコア３８の４つの部材から構成される磁気ユニット３０が収容される収容凹所２８を、磁気吸着装置１０の装置本体を与える強磁性体からなる厚肉板状の基台１２の上面に開口するように形成し、そのような収容凹所２８内に磁気ユニット３０を収容すると共に、上面が支持面１６とされた上蓋１４を基台１２の上に載置して、収容凹所２８を上蓋１４にて覆蓋せしめた後、それら基台１２と上蓋１４とをネジ等の固定手段を用いて固定して、磁気吸着装置１０を構成した。【選択図】図２

Description

本発明は、磁気吸着装置に係り、特に、工作機械のテーブル等に対して被加工物であるワークを取り付ける際に好適に利用される磁気吸着装置の改良された構造に関するものである。

従来から、工作機械のテーブル等に被加工物であるワークを取り付ける際には、各種のバイスやクランプ等の支持装置が、ワークに対する加工の種類やワークの大きさ、材質等に応じて、適宜に選択されて、用いられてきている。そして、ワークが強磁性体からなる場合には、磁力によってワークを支持面に対して吸着して、支持乃至は保持する、所謂磁気吸着装置が、支持装置として好適に用いられている。

また、そのような磁気吸着装置は、例えば、強磁性体からなるワーク（被吸着物）を吸着、支持（保持）する支持面を備えた装置本体を有すると共に、かかる装置本体の内部に、支持面に対して、磁束を発生するための少なくとも一つの磁気ユニットが設けられて、構成されることとなる。そして、磁気ユニットは、内周面と外周面とが互いに異なる極性を有する磁極とされて、装置本体の支持面から放出される磁束を発生する、環状に配置された永久磁石と、この環状の永久磁石にて囲繞された第一のコアと、かかる環状永久磁石と同軸的に隣り合うように配置されて、装置本体の支持面から放出される磁束を、通電によって発生するコイルと、このコイルにて囲繞された第二のコアとを有して、構成されている。また、かかる磁気ユニットのコイルにおいては、そこに流れる電流の向きが変えられることにより、磁極が反転させられて、発生する磁界の方向が切り換えられるようになっているのである。

そして、このような構成とされた磁気吸着装置においては、例えば、コイルの軸方向両端側の磁極のうち、環状の永久磁石と隣り合う軸方向一端側の磁極の極性が、その環状永久磁石の内周面の磁極の極性と同一となるように、コイルに電流が流されて、コイルの磁界の方向が環状永久磁石の磁界の方向と一致させられることにより、強力な磁束が支持面からワークに対して放出されて、ワークが支持面に対して吸着・保持されるクランプ状態が、実現されることとなる。また、環状の永久磁石と隣り合う軸方向一端側の磁極の極性が、この環状の永久磁石の内周面の磁極の極性と異なる極性となるように、コイルに電流が流されて、コイルの磁界の方向が環状永久磁石の磁界の方向に対して反対の方向とされることにより、かかる環状永久磁石の磁界とコイルの磁界とが相殺せしめられるようにして、磁束が支持面から放出されないようにすることにより、ワークの支持面への吸着を解消して、支持面がアンクランプ状態とされるのである。

従って、そのような構造を有する磁気吸着装置を用いれば、強磁性体からなるワークを、装置の支持面に対して、装置に内蔵された磁気ユニットから放出される磁束によって強力に吸着せしめて、支持乃至は保持することが出来る一方、磁気ユニットから支持面への磁束の放出を停止することで、ワークの吸着を解消することが出来るところから、工作機械のテーブル等にワークを着脱する際の面倒な手間を簡略化することが可能となり、以て、ワークの加工効率が効果的に高められ得ることとなる。

ところで、そのような磁気吸着装置としては、例えば、特許第５４４９３２４号公報（特許文献１）には、所定大きさとされた支持構造（装置本体）の厚さ内に、少なくとも一つのポールピースコレクタと、永久的に磁化された可逆型磁気コアである第１の磁気コアと、該第１の磁気コアの磁化状態を変化させるための電気コイルと、永久的に磁化された非可逆型磁気コアである第２の磁気コアとを備えた少なくとも一つのポールピースを有し、磁気装置から発生される磁束を、支持構造の比較的大きな対向する表面のうちの第１のサイドに形成されたポールピースコレクタから伝達するように構成された一体型磁気装置が、明らかにされている。

この特許文献１に明らかにされた一体型磁気装置によれば、磁気吸着装置としての装置本体を与える支持構造において、強磁性体からなるワーク（被吸着物）が載置され、支持する面となる第１のサイド側に、ワークを支持面にクランプ（吸着）するための磁束が放出されるポールピースコレクタが、かかる支持構造（装置本体）と一体的に一つの部材から形成されているところから、そのような特許文献１において従来の磁気吸着装置として明らかにされている、支持構造とポールピースコレクタとが別体で構成されている装置の如く、クランプ面（支持面）の頑強性低下の問題が生じることなく、ワーク支持面の強度を、効果的に向上することが可能となる。そして、その結果、支持面に対して加えられる機械的応力、即ち、支持面に吸着せしめられているワークからポールピースコレクタに対して加えられる応力を、支持構造へと良好に分散することが可能となり、機械加工中に発生する応力や振動を効率的に吸収して、ワークの機械加工精度を有利に改善し得るのである。

さらに、そのような一体型磁気装置にあっては、支持構造においてワークの支持面とされる第１のサイドと反対側の第２のサイド側、換言すれば装置の裏側（下側）から、磁気ユニットを構成する電気コイル等からなるポールピースが収容される凹所が形成されると共に、かかる凹所内において突出した形態において、磁束の放出される部位であるポールピースコレクタが、支持構造と一体的に形成されているため、ワークが支持される面（第１のサイド）に、ポールピースが収容される凹所内へと通じる開口部が存在せず、そのため、ワークを加工する際に使用する切削油や冷却液などの液体が、装置内部に侵入して、磁気装置としての機能を低下させてしまう恐れを、効果的に回避乃至は解消することが出来るのである。そして、そのように装置内部へと液体が浸入してしまう恐れがないところから、かかる特許文献１において従来の磁気吸着装置として明らかにされている、支持構造の上部から設けられた凹所内にポールピースを収容して、支持構造の表面とポールピースコレクタの表面との隙間をレジン等で埋めて、支持面を形成した装置のように、レジンに割れや損傷が発生することで生じる隙間から、装置内部に、切削油や冷却液等の液体が侵入して、凹所内に収容されている磁気ユニットであるポールピースを構成する電気コイルの配線等が損傷して、装置が故障してしまうような問題が発生することを、有利に阻止することが出来るのである。

しかしながら、かかる特許文献１にて明らかにされている一体型磁気装置にあっては、磁気吸着装置の装置本体を構成する支持構造において、ワークを支持する面である第１のサイドに磁束を伝達するポールピースコレクタをワンピース（一体）に形成し、支持構造に磁気ユニットであるポールピースを収容するために設けられている凹所内において、凸部の形態で存在せしめられることにより、かかる凹所の形状が、単純な窪み形状ではなくなるところから、そのような凹所の加工に著しく手間がかかり、製作性が悪化してしまい、磁気吸着装置の製造コストが高くなる問題を内在するものであった。

すなわち、磁気ユニットであるポールピースを、装置本体である支持構造の内部に収容すると共に、磁気ユニットの一部であるポールピースコレクタを支持構造に対して形成せしめることとなる凹所が、支持構造においてワークを支持する面となる第１のサイドとは反対側（裏側）である第２のサイドから、所定の直径と深さを有する単純な丸穴形状の第１の部分と、かかる第１の部分の直径に等しい外径と所定の内径とを有する、所定深さの環状のリング空洞部である第２の部分とからなる形状において、形成されている。このような環状リング空洞部は、例えば、支持構造を所定深さまで切削して、第１の部分となる凹所を形成した後に、更に、そのような第１の部分の凹所の底面に対して、所定幅の溝を形成するように、環状に、所定深さまで切削していくことにより、第１の部分である凹所の底面の中央部位を所定の大きさで突出させて残しつつ、第２の部分である環状リング空洞部を形成することが出来ることとなるのであるが、このような深い溝の加工は、通常の凹所加工よりも著しく手間が掛かるため、製造コストが増大してしまう問題がある他、円形以外の矩形等の角形形状において、そのような凹所を形成することは、実用上において不可能と言わざるを得なかったのである。

特許第５４４９３２４号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、磁気吸着装置の装置内への液体の浸入を阻止しつつ、ワークを載置して支持する面の強度を高めると共に、製作性を向上させて、製造コストを有利に低減することが可能となる、改良された磁気吸着装置を提供することにある。

そして、本発明にあっては、かくの如き課題を解決するために、強磁性体からなる被吸着物が載置されて、該被吸着物を吸着、支持する支持面と、該支持面から磁束を放出する、少なくとも一つの磁気ユニットとを有すると共に、該磁気ユニットが、内側面と外側面とが互いに異なる極性を有する磁極とされた永久磁石と、該永久磁石にて囲繞された第一のコアと、該永久磁石と同軸的に隣り合うように配置されて、通電によって磁束が発生せしめられるコイルと、該コイルにて囲繞された第二のコアとを含んで構成されて、該コイルの磁界の方向と該永久磁石の磁界の方向とが同一方向とされることにより、前記被吸着物が、前記支持面から放出される磁束によって該支持面に吸着される一方、かかるコイルの磁極が反転するように、該コイルを流れる電流の向きが変えられて、該コイルの磁界の方向が、該永久磁石の磁界の方向に対して反対の方向とされることにより、該被吸着物の該支持面への吸着が解消され得るように構成された磁気吸着装置において、装置本体を、強磁性体からなる厚肉板状の支持体にて構成して、かかる支持体の上面に開口するように、少なくとも一つの凹所を所定深さで形成せしめ、該凹所内に、前記磁気ユニットを収容すると共に、該少なくとも一つの凹所の開口部を覆蓋する、上面が前記支持面とされた強磁性体からなる板状蓋体を、該支持体上に載置せしめて、それら板状蓋体と支持体とを固定手段にて固定したことを特徴とする磁気吸着装置を、その要旨とするものである。

なお、本発明に従う磁気吸着装置の望ましい態様の一つによれば、前記板状蓋体は、前記凹所に収容された前記磁気ユニットを構成する前記永久磁石の上方に位置する部位において薄肉化されることとなる。

また、本発明の別の望ましい態様の一つによれば、前記板状蓋体は、前記凹所の周縁部に位置する下面部位において、溝部を有していると共に、かかる溝部にパッキンが収容されて、該パッキンにより、該凹所が該板状蓋体との間においてシールされるようになっている。

このように、本発明に従う磁気吸着装置にあっては、磁気ユニットが収容せしめられる凹所が、装置本体である厚肉板状の支持体に対して、その上面に開口するように所定深さで形成されると共に、かかる凹所の開口部が、支持体上に載置せしめられる強磁性体からなる板状蓋体で覆蓋されて、密閉されてなる構造とされているところから、凹所内に収容した磁気ユニットと支持体との間の隙間を樹脂等の充填物で埋めて形成された従来の磁気吸着装置のように、充填物のヒビや割れ等によって、凹所内に切削油や冷却液等の液体が浸入してしまう恐れがなく、以て、そのような凹所内への液体の浸入による磁気ユニットの損傷が発生してしまう問題の発生を、効果的に解消することが可能となったのである。

また、そのような本発明に従う磁気吸着装置にあっては、強磁性体からなる被吸着物が載置されて、支持される支持面が、厚肉板状の支持体の上部に載置せしめられる板状蓋体にて、形成されているところから、かかる支持面の剛性が効果的に高められ得ることとなり、以て、支持面に吸着・保持されて加工される被加工物の加工精度を、有利に高めることが出来るのである。

さらに、本発明に従う磁気吸着装置にあっては、厚肉板状の支持体に形成される、磁気ユニットを収容するための凹所の内部形状が、従来の磁気吸着装置のような、磁気ユニットの一部を形成するような凸部を形成してなる複雑な形状とする必要がなく、単に、磁気ユニットの外形形状に対応し得るだけの単純な形状の凹所とされているところから、装置本体である支持体に対して凹所を形成する際の加工性を効果的に向上することが可能となることに加えて、目的とする磁気吸着装置の製作に際しては、厚肉板状の支持体の上面に開口するように所定深さで形成された凹所内に、強磁性体からなる被吸着物を吸着するための磁束を放出する所定構成の磁気ユニットを収容し、そしてかかる磁気ユニットが収容された凹所を、板状蓋体にて覆蓋して、それら板状蓋体と支持体とを固定手段にて固定することとなるところから、装置の製作性も有利に向上せしめられることとなり、その結果、磁気吸着装置の製造コストを、効果的に低減することが可能となるのである。

しかも、強磁性体からなる被吸着物を載置して、支持する支持面が、装置本体（支持体）上に載置せしめられて、固定された板状蓋体の上面にて構成されているために、かかる支持面に傷等が付いて、精度が低下したり、工作機械の誤差の修正を行うために支持面の表面を研磨する際に支持面の厚みが足りなくなったりした場合にあっても、単に、かかる板状蓋体を新品と交換するだけで、支持面の精度を再び高めることが可能となるところから、磁気吸着装置のメンテナンス性にも優れるといった効果も発揮されることとなる。

本発明に従う磁気吸着装置の一実施形態を示す斜視説明図である。 図１におけるＡ−Ａ断面の一部を拡大して示す断面説明図である。 図１に示される磁気吸着装置において、磁気ユニットを構成する永久磁石の配置を概略的に示す断面説明図（図２におけるＢ−Ｂ断面に相当）である。 図１に示される磁気吸着装置の使用状態を説明するための図であって、被吸着物を磁気吸着装置に吸着させた状態を示す説明図である。 図１に示される磁気吸着装置の別の使用状態を説明するための図であって、被吸着物の磁気吸着装置への吸着が解消された状態を示す説明図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う構造を有する磁気吸着装置の一例が、斜視図の形態において示されている。そこにおいて、磁気吸着装置１０は、磁気吸着装置の装置本体である支持体を与える基台１２と、かかる基台１２の上部に載置せしめられた板状蓋体である上蓋１４と、ここでは図示しないコントロールユニットとを有して、構成されている。

より詳細には、基台１２は、長手矩形形状の厚肉平板からなり、鉄材等の強磁性体材料を用いて形成され、また上蓋１４は、基台１２と同様に、鉄材等の強磁性体材料を用いて形成された、基台１２の上面の略全面を覆い得る大きさの平板形状とされている。そして、そのような上蓋１４が基台１２の上面を覆うように重ね合わされた形態において配置され、それら基台１２と上蓋１４とが、ネジ等の所定の固定手段を用いて固定され、一体化されることによって、磁気吸着装置１０の装置本体部分が構成されている。

そして、そのような磁気吸着装置１０においては、基台１２に重ね合わされた上蓋１４の上面が、強磁性体からなる被吸着物であるワークが載置される平坦な支持面１６とされている一方、基台１２の下面、即ち基台１２において上蓋１４が重ね合わされる側の面とは反対側の面が、ここでは図示しない工作機械のテーブル等に取り付けられる平坦な取付面１８とされている。また、かかる上蓋１４の支持面１６には、複数（ここでは４個）の浅底の円形溝２０が、基台１２の長さ方向と幅方向とにそれぞれ列を為して、並んで配置されて、形成されている。更に、支持面１６における各円形溝２０の中心部には、上蓋１４を貫通しない深さにおいて、支持面１６にワークを安定して載置するために用いる治具等を固定する等の目的で使用される雌ネジ穴２２が、それぞれ設けられている。

また、上蓋１４の支持面１６とは反対側の面、即ち基台１２と対向する面には、図２から明らかな如く、そのような円形溝２０と対応した位置に、円形溝２０と同一の径とされた円形溝２４が、それぞれ所定深さにおいて形成されている。なお、これら円形溝２０，２４の大きさ（直径）は、後述する磁気ユニット３０に略対応する大きさとされており、ここでは、それら円形溝２０，２４が、基台１２に設けられている磁気ユニット３０を収容するための収容凹所２８の周縁部に位置するような大きさとされている。そして、このような円形溝２０，２４が上蓋１４に形成されていることによって、上蓋１４の厚さ方向において、円形溝２０，２４に囲まれた内側部分と外側部分との間に、板厚が絞り込まれて、薄肉となる部位が形成されているのである。

さらに、上蓋１４において基台１２と対向する面に形成されている円形溝２４内には、所定のゴム材質にて形成されてなる環状のパッキン２６が、収容されている。そして、そのようなパッキン２６によって、上蓋１４と基台１２との間に生じる僅かな隙間をも封じることによって、基台１２に設けられた収容凹所２８が確実にシールされるようになっているのである。なお、かかるパッキン２６は、ここでは、断面が略Ｌ字状とされたものを例示したが、板状蓋体である上蓋１４の下面に設けられた溝内に収容されて、上蓋１４と基台１２との間のシール性を高め得るものであれば、断面が円形とされたリング状弾性体、所謂Ｏリングや、その他の公知の各種のパッキンを適宜に選択して、使用することが可能である。

一方、基台１２においては、図２及び図３に示されるように、複数（ここでは４個）の円形の収容凹所２８が、基台１２の上面側、換言すれば上蓋１４が取り付けられる側の面に開口するように、設けられている。なお、それら複数の収容凹所２８は、基台１２の上部に重ね合わされる上蓋１４に形成された円形溝２０，２４と同じ個数において、且つ上蓋１４に形成された各円形溝２０，２４に対応する位置と大きさにおいて、基台１２の厚さ方向に、後述する磁気ユニット３０を収容し得る大きさの直径と深さを有する円形の凹所として、形成されている。

そして、そのような複数の円形収容凹所２８内には、永久磁石３２と、第１のコア３４と、コイル３６と、第２のコア３８の４つの部材から構成される磁気ユニット３０が、それぞれ一つずつ収容、配置されている。そこにおいて、磁気ユニット３０を構成する４つの部材のうち、先ず、永久磁石３２は、円弧状断面の磁石片の複数（ここでは８個）を円形に配置して、収容凹所２８内に収容され得る外径と所定厚さの筒壁をもった円筒形状の組合せ体として構成され、その内周面と外周面とが、それぞれ、互いに異なる極性を有する磁極、即ち円筒形状の径方向に対して極性が付与されてなる形態のネオジム磁石にて構成されている。なお、ここでは、永久磁石３２をネオジム磁石にて構成しているが、それ以外の公知の各種の永久磁石にて構成することも、勿論可能である。

また、第１のコア３４は、独立した一つの物体形態において、ここでは、そのような組合せ体からなる円筒形状の永久磁石３２の内側に挿入され得る大きさとして、永久磁石３２の円筒形状の内径よりも僅かに小さな直径とされると共に、永久磁石３２と略同一の高さである収容凹所２８の深さの約半分の高さを有する円柱形状とされている。このような第１のコア３４は、基台１２や上蓋１４と同様に、鉄材等の強磁性体材料を用いて形成されており、永久磁石３２やコイル３６及び第２のコア３８から放出される磁束を、効果的に伝達可能とされている。

さらに、コイル３６は、永久磁石３２の外径と略同一の外径とされると共に、収容凹所２８の深さの約半分の高さを有する円筒形状を呈するように、導線がボビンに巻回されることによって、形成されている。なお、このようなコイル３６は、ここでは、所定のボビンに導線を巻回して形成したものを用いることとして、図示しているが、ボビンを用いないボビンレスのコイルとして形成したものを使用することも、勿論可能である。

更にまた、第２のコア３８は、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ合金で構成されたアルニコ磁石を用いて、コイル３６の円筒形状の内径よりも僅かに小さな直径を有すると共に、コイル３６と略同じ高さとされた円柱形状を呈するように、独立した一つの物体として形成されている。ここで、そのようなアルニコ磁石から形成される第２のコア３８においては、円柱形状の軸方向の両端部（図２において上下の端部）が、それぞれ互いに異なる極性を持つ磁極となるようにされており、更に、そのような磁極の極性は、コイル３６への通電によって発生する磁界により、適宜に変更され得るようになっている。なお、ここでは、第２のコア３８をアルニコ磁石を用いて形成したが、コイル３６によって、第２のコア３８の磁極の極性が適宜に変更可能とされるものであれば、公知の各種の磁石を使用することも可能である。

本実施形態では、このように形成されてなる４つの部材が、円形の収容凹所２８内にそれぞれ挿入、配置されて、磁気ユニット３０が構成されている。具体的には、コイル３６の円筒形状の内側に第２のコア３８を収容せしめて、コイル３６にて囲繞された状態とされた第２のコア３８が、収容凹所２８内の下側に配置されると共に、そのようなコイル３６と第２のコア３８の上側に、円筒形状となるように配置された永久磁石３２によって囲繞された第１のコア３２が配置されて、磁気ユニット３０が構成されているのである。

なお、各収容凹所２８内に収容されるそれぞれの磁気ユニット３０においては、図３に示されるように、ここでは、基台１２の幅方向及び長さ方向に隣り合って位置する磁気ユニット３０のうち、一方の磁気ユニット３０が有する永久磁石３２の内周面（外周面）の磁極と、他方の磁気ユニット３０が有する永久磁石３２の内周面（外周面）の磁極とが、それぞれ互いに異なる極性となるように、配置されている。

また、それぞれの磁気ユニット３０が有する第２のコア３８の円柱形状の軸方向両端の磁極にあっては、かかる第２のコア３８を囲繞するコイル３６への通電によって、適宜に変更可能とされているのであるが、初期状態として、磁気吸着装置１０の支持面１６に対して磁束を放出しない状態とするためには、同じ磁気ユニット３０を構成する永久磁石３２の内周面側の磁極と、第２のコア３８の軸方向上方側の磁極とが、異なる極性の磁極とされることとなる。

さらに、各磁気ユニット３０が有するコイル３６の導線は、ここでは図示しないが、その全てが、基台１２の側面に設けられたコネクタ４０と、基台１２内部にて電気的に接続されている。そして、そのようなコネクタ４０を介して、ここでは図示しないコントロールユニットと接続されて、それぞれの磁気ユニット３０における各コイル３６に対する通電が制御されるようになっている。

このようなコントロールユニットからの制御によって、例えば、通電によりコイル３６の軸方向両側にそれぞれ発生させられる磁極のうち、コイル３６の軸方向上側（永久磁石３２側）の磁極が、かかる永久磁石３２の内周面の磁極と同じ極性となるように、電流をコイル３６に対して流すことにより、そのようなコイル３６にて囲繞されている第２のコア３８の軸方向上側（永久磁石３２側）の磁極も、永久磁石３２の内側の磁極と同じ極性となる。そうすると、図４に示されるように、各磁気ユニット３０におけるコイル３６の磁界の方向、換言すれば第２のコア３８から第１のコア３４へと向かう磁界の方向と、永久磁石３２から第１のコア３４へと向かう磁界の方向とが同一の方向とされて、そのような第２のコア３８と永久磁石３２にて生ずる磁束が、第１のコア３４を介して、磁気吸着装置１０の厚さ方向である上下方向に導かれて、上蓋１４の支持面１６から放出されるようになる。そして、そのように支持面１６から放出される磁束が、支持面１６上に載置された強磁性体からなるワーク５０の内部を通過するようになることで、ワーク５０が、そのような磁束によって支持面に対して吸着されることとなり、以て、磁気吸着装置１０によってワーク５０がクランプされた状態となるのである。

一方、図示しないコントロールユニットからの制御によって、通電によりコイル３６の軸方向両側にそれぞれ発生させられる磁極のうち、コイル３６の軸方向上側の磁極が、かかる永久磁石３２の内周面の磁極と異なる極性となるように、電流をコイル３６に対して流すことにより、第２のコア３８の軸方向上側の磁極も、永久磁石３２の内側の磁極と異なる極性となる。これにより、各磁気ユニット３０における第２のコア３８から第１のコア３４へと向かう磁界の方向が、永久磁石３２から第１のコア３４へと向かう磁界の方向と反対の方向となるため、図５に示されるように、第２のコア３８による磁界と永久磁石３２の磁界とが互いに相殺される等して、磁気吸着装置１０の基台１２の内部で閉じた状態となる。その結果、それら第２のコア３８と永久磁石３２にて生ずる磁束が、上蓋１４の支持面１６から放出されないようになり、それら磁束がワーク５０内を通過しないようになるために、ワーク５０の支持面１６に対する吸着状態が解消され、以て、磁気吸着装置１０がアンクランプ状態となるのである。

このような本発明に従う構造とされた磁気吸着装置１０によれば、装置本体内に収容、配置された磁気ユニット３０によって発生せしめられる磁束によって、強磁性体からなるワーク５０を、支持面１２に対して、容易に、支持（保持）状態としたり、それが解除された状態とすることが可能となっているところから、磁気吸着装置１０を工作機械のテーブル等に固定して、被加工物であるワーク５０を取り付ける際の作業性を、効果的に高めることが出来るのである。

そして、そのような磁気吸着装置１０にあっては、磁気ユニット３０を収容するために基台１２の上面に開口するように所定深さで形成されている収容凹所２８の開口部が、基台１２の上に載置せしめられる上蓋１４によって覆蓋されて、密閉せしめられる構造とされているところから、支持面１６上に保持したワーク５０を加工する際に使用される切削油や冷却液等の液体が、収容凹所２８内に浸入するような恐れがなく、その結果、液体の浸入によって磁気ユニット３０を構成するコイル３６が損傷してしまうような問題は、何等発生することがないのである。

さらに、上蓋１４の基台１２と対向する面に形成されている円形溝２４内には、パッキン２６が収容されていることによって、上蓋１４と、基台１２に設けられた収容凹所２８の周縁部との間がシールされるようになっているところから、収容凹所２８の密閉性が有利に向上せしめられ得て、そのような収容凹所２８内への液体の浸入を、更に効果的に阻止することが出来ることとなるのである。

また、磁気吸着装置１０においては、ワーク５０が載置されて、支持される支持面１２が、基台１２の上部に載置せしめられる、所定厚さをもった板状の上蓋１４とされているところから、支持面１２の剛性を効果的に高めることが可能となり、以て、支持面１２に吸着・保持されて、加工されるワーク５０の加工精度を、有利に高めることが出来ることとなるのである。

加えて、上蓋１４においては、基台１２の収容凹所２８内に収容される磁気ユニット３０を構成する永久磁石３２の上方に位置する部位が、円形溝２０や円形溝２４によって薄肉化されており、そしてそのような薄肉部においては、その他の部分よりも磁束が透過し難くなるため、強磁性体材料から形成されている上蓋１４において、その厚さ方向には磁束を効果的に透過させる一方、そのような円形溝２０，２４が形成されている箇所の内側部分と外側部分との間には磁束が導かれ難くなるようになる。その結果、それら円形溝２０，２４の内側部分に配置されている磁気ユニット３０から放出される磁束が、上蓋１４の支持面１６の表面へと、より多く導かれることとなり、以てワーク５０を強力に吸着させることが可能となるのである。

さらに、かかる磁気吸着装置１０にあっては、基台１２に形成されている磁気ユニット３０を収容するための収容凹所２８の内側形状が、磁気ユニット３０の外形形状に対応し得るだけの単純な形状の、円形の凹所とされているところから、そのような収容凹所２８を基台１２に形成する際の加工性を効果的に向上することが可能となる。また、そのような収容凹所２８の加工性が格段に高められていることに加えて、基台１２の上面に開口するように形成された収容凹所２８内に磁気ユニット３０を収容し、そしてかかる磁気ユニット３０が収容された収容凹所２８を上蓋１４にて覆蓋して、それら上蓋１４と基台１２とをネジ等の固定手段にて固定することで、磁気吸着装置１０が組み立てられるようにされているところから、装置の製作性も有利に向上せしめられることとなり、その結果、磁気吸着装置１０の製造コストを、効果的に低減することが可能となるのである。

しかも、ワーク５０が載置されて、支持（保持）する支持面１６が、磁気吸着装置１０の装置本体を与える基台１２の上面に取り付け、固定されている上蓋１４にて構成されているところから、磁気吸着装置１０の支持面１２に傷が付く等の理由から交換の必要が生じた場合にあっても、装置全体を交換することなく、単に、上蓋１４を交換するのみで済むところから、磁気吸着装置１０のメンテナンス性にも優れるという効果も発揮されることとなる。

以上、本発明の代表的な実施形態の一つについて詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、前述の実施形態においては、磁気ユニット３０は、円筒形状に配置された永久磁石３２にて囲繞された第一のコア３４と円筒形状のコイル３６にて囲繞された第二のコア３８を組み合わせることで、全体として略円柱状を呈するようにされ、またそのような磁気ユニット３０が収容される収容凹所２８は、磁気ユニット３０の形状に対応した円形の凹所とされていたが、基台１２において磁気ユニット３０を収容する凹所の形状として加工可能な形状であれば、磁気ユニット３０の形状は円柱形状でなくてもよく、例えば、軸方向に直角な断面の形状が四角形や六角形等の多角形形状の角柱形状を呈する磁気ユニット３０とすることも可能である。なお、そのように、磁気ユニット３０が多角形の角柱形状とされた場合にあっては、上蓋１４の支持面１６に形成される円形溝２０や裏面に形成される円形溝２４は、磁気ユニット３０の形状に合わせた多角形形状の環状溝が、それぞれ形成されることとなる。

また、かかる実施形態においては、上蓋１４の支持面１６側に円形溝２０を形成すると共に、かかる支持面１６とは反対側の面に円形溝２４を形成して、磁気吸着装置１０内に収容されている磁気ユニット３０を構成する永久磁石３２の上方に位置する部位の上蓋１４の厚さを薄肉化していたが、上蓋１４のどちらか一方の面にのみ溝を形成するようにして、そのような薄肉部を形成することも可能である。但し、基台１２に設けられた収容凹所２８内に収容されている磁気ユニット３０が、上蓋１４にて覆蓋されて、隠された状態となっているため、磁気吸着装置１０の支持面１６において、何処から磁束が放出されるのか、換言すれば、支持面１６の何処にワークが吸着される場所が存在しているかを作業者に対して明らかにするためにも、支持面１６の表面に円形溝２０を形成することが好ましい。

さらに、上述の実施形態では、パッキン２６は、上蓋１４の板厚を薄肉化するために形成されている円形溝２４内に収容されて、上蓋１４と基台１２に設けられた収容凹所２８をシールするようにされていたが、そのような円形溝２４とは別に、上蓋１４の下面において収容凹所２８の周縁部に位置し、収容凹所２８を囲い得る大きさの別の環状乃至は円形の溝を形成して、そのような溝内にパッキン２６を収容するようにすることも可能である。

また、磁気吸着装置１０の装置本体を与える支持体を構成する基台１２に対して、支持面１６を形成する上蓋１４を固定する方法としては、ネジ止めによる固定が有利に採用されることとなるが、それ以外にも、例えばそれらを溶接によって固定する等、公知の各種の固定方法を採用することが可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

１０ 磁気吸着装置 １２ 基台
１４ 上蓋 １６ 支持面
１８ 取付面 ２０ 円形溝
２２ 雌ネジ穴 ２４ 円形溝
２６ パッキン ２８ 収容凹所
３０ 磁気ユニット ３２ 永久磁石
３４ 第１のコア ３６ コイル
３８ 第２のコア ４０ コネクタ
５０ ワーク ５２ テーブル

Claims (3)

1. 強磁性体からなる被吸着物が載置されて、該被吸着物を吸着、支持する支持面と、該支持面から磁束を放出する、少なくとも一つの磁気ユニットとを有すると共に、該磁気ユニットが、内側面と外側面とが互いに異なる極性を有する磁極とされた永久磁石と、該永久磁石にて囲繞された第一のコアと、該永久磁石と同軸的に隣り合うように配置されて、通電によって磁束が発生せしめられるコイルと、該コイルにて囲繞された第二のコアとを含んで構成されて、該コイルの磁界の方向と該永久磁石の磁界の方向とが同一方向とされることにより、前記被吸着物が、前記支持面から放出される磁束によって該支持面に吸着される一方、かかるコイルの磁極が反転するように、該コイルを流れる電流の向きが変えられて、該コイルの磁界の方向が、該永久磁石の磁界の方向に対して反対の方向とされることにより、該被吸着物の該支持面への吸着が解消され得るように構成された磁気吸着装置において、
   装置本体を、強磁性体からなる厚肉板状の支持体にて構成して、かかる支持体の上面に開口するように、少なくとも一つの凹所を所定深さで形成せしめ、該凹所内に、前記磁気ユニットを収容すると共に、該少なくとも一つの凹所の開口部を覆蓋する、上面が前記支持面とされた強磁性体からなる板状蓋体を、該支持体上に載置せしめて、それら板状蓋体と支持体とを固定手段にて固定したことを特徴とする磁気吸着装置。
2. 前記板状蓋体が、前記凹所に収容された前記磁気ユニットを構成する前記永久磁石の上方に位置する部位において薄肉化されている請求項１に記載の磁気吸着装置。
3. 前記板状蓋体が、前記凹所の周縁部に位置する下面部位において、溝部を有していると共に、かかる溝部にパッキンが収容されて、該パッキンにより、該凹所が該板状蓋体との間においてシールされるようになっている請求項１又は請求項２に記載の磁気吸着装置。
   

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