JP3083183B2 - 磁気チャック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のピンを流体によ
り、磁性体を吸着する作業面に出入りさせる磁気チャッ
クに関する。

【０００２】

【従来の技術】湾曲した鉄板のような磁性体は、被吸着
面が磁気チャックの作業面と整合しないいわゆる不整面
であるから、これを磁気チャックに吸着すると、その被
吸着面が磁気チャックの作業面に整合するように撓んだ
状態で吸着され、磁気チャックから解放すると、自体の
復元力により再び元の湾曲した状態に戻る。このような
性質を有する磁性体を磁気チャックに吸着し、その被加
工面を平面にすべく研削加工等の機械加工を行うと、加
工された面は、磁性体がチャックに吸着されている間は
平面を維持するが、磁性体が磁気チャックから解放され
ると、磁性体がそれ自体の復元力により元の形状に湾曲
されるから、湾曲面となってしまう。

【０００３】このような課題を解決すべく、圧縮空気の
ような流体により変位されるピストンと、該ピストンの
移動により作業面に対して出入りされるピンとを備えた
複数の維持機構をチャック本体に設け、ピンを磁性体の
被吸着面の形状に応じてすなわち被吸着面に倣わせて作
業面から突出させ、それにより磁性体をその本来の湾曲
した形状を維持させた状態に吸着する磁気チャックが提
案されている。しかし、公知の磁気チャックでは、ピン
をチャック本体自体で直接滑動可能に受けており、また
ピストンを受け入れるシリンダ室をチャック本体自体に
形成しているから、チャック本体に対するピンおよびピ
ストンの滑動性がピンとチャック本体との間の摩擦係
数、およびピストンとチャック本体との間の摩擦係数に
大きく依存し、その結果チャック本体に対するピンおよ
びピストンの移動が不安定である。

【０００４】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、チャック本
体に対するピンおよびピストンの移動を安定にすること
にある。

【０００５】

【解決手段、作用、効果】本発明の磁気チャックは、チ
ャック本体に配置された各維持機構が、チャック本体の
作業面と平行の第１の方向へ伸びるシリンダ室を規定す
るシリンダと、該シリンダ室内に移動可能に配置され、
該シリンダ室に供給される流体により前記第１の方向へ
変位されるピストンと、前記シリンダから前記作業面と
交差する第２の方向へ伸びる筒状のガイドと、該ガイド
に前記第２の方向へ移動可能に受けられたピンであって
これの先端部が前記作業面から突出しない第１の位置と
前記作業面から突出する第２の位置とに前記ピストンに
より選択的に変位されるピンとを備えることを特徴とす
る。

【０００６】各維持機構のピストンが流体により一方に
移動されると、対応するピンはこれの先端部が作業面か
ら突出しない第１の位置に変位される。これに対し、各
維持機構のピストンが流体により他方に移動されると、
対応するピンはこれの先端部が作業面から突出する第２
の位置に変位される。

【０００７】磁性体は、各ピンが第１の位置に変位可能
の状態におかれているとき作業面に配置される。この状
態で、ピンを第２の位置に変位させるべく流体が各維持
機構のシリンダ室に供給される。これにより、所定のピ
ンが磁性体の被吸着面の湾曲形状に応じて作業面から所
定量突出され、それらの先端部が被吸着面に当接する。
次いで、作業面が励磁状態おかれ、それにより磁性体は
作業面に吸着される。このとき、磁性体の被吸着面が磁
気チャックの作業面に整合するように磁性体が変形され
ることは、突出しているピンにより阻止され、磁性体は
ピンの先端に強く当接される。

【０００８】本発明によれば、各維持機構自体にシリン
ダを設け、ピストンをシリンダ内に配置し、ピンをシリ
ンダから伸びるガイドに受けさせたから、ピストンおよ
びピンをチャック本体に接触させる必要がなく、したが
ってチャック本体に対するピンおよびピストンの移動が
安定化する。

【０００９】各維持機構は、さらに、前記ピンの先端部
を前記第１の位置に変位させるべく前記ピンを付勢する
コイルばねを備えることができる。また、各維持機構
は、前記チャック本体に形成された凹所に配置すること
ができる。さらに、前記作業面と反対の側にあって前記
チャック本体に配置された底板を含むことができる。こ
の場合、前記流体のための一対の流路を底板に形成し、
該流路の一方を前記シリンダ室の一端にまた他方を他端
にそれぞれ連通させることが好ましい。これにより、流
体用の流路をチャック本体に形成する場合に比べ、流体
用の流路を容易に形成することができる。

【００１０】

【実施例】図１〜３を参照するに、磁気チャック１０
は、図示の例では、被吸着面がいわゆる不整面である磁
性体１２を電磁石の作用により吸着する電磁チャックで
ある。しかし、本発明は、磁性体１２を永久磁石の作用
により吸着する永久磁石チャック等他の磁気チャックに
も適用することができる。

【００１１】磁気チャック１０は、磁性体１２を吸着す
る作業面１４を有するチャック本体１６と、該チャック
本体の作業面と反対の側に配置された底板１８と、磁性
体１２をその本来の形状に維持するようにチャック本体
１６内に配置された複数の維持機構２０とを含む。

【００１２】チャック本体１６は、一端開放のハウジン
グ２２内に鉄心２４を配置し、鉄心２４を取り巻く励磁
コイル２６を鉄心２４とハウジング２２との間に配置
し、作業面１４を規定する面板２８をハウジング２２の
開放端に該開放端を閉鎖するように配置している。

【００１３】ハウジング２２は、一端が開放した箱の形
に作られている。ハウジング２２と鉄心２４とは、面板
２８の側の面が同じ高さレベルとなるように、強磁性材
料で一体的に形成されおり、また維持機構２０を収容す
る空間を有する。ハウジング２２と鉄心２４とを、別個
の部材で形成してもよい。

【００１４】面板２８は、交互にかつ互いに並列的に配
置された細長い複数の第１および第２の磁極片３０，３
２と、隣り合う第１および第２の磁極片３０，３２の間
に配置された非磁性材料製のスペーサ３４とを備えてお
り、また複数のボルト（図示せず）によりハウジング２
２に取り付けられている。

【００１５】各第１の磁極片３０は、その両端部におい
てハウジング２２の対向する一対の壁部の上面に磁気的
に接続されているが、鉄心２４から磁気的に離されてい
る。これに対し、各第２の磁極片３２は、その中央部に
おいて鉄心２４の上面に磁気的に接続されているが、ハ
ウジング２２から磁気的に離されている。磁性体１２を
吸着する作業面１４は、第１および第２の磁極片３０，
３２ならびにスペーサ３４により規定される。

【００１６】各維持機構２０は、図４にその１つを代表
して示すように、作業面１４と平行に伸びるシリンダ室
を規定するシリンダ３６と、該シリンダ室内に移動可能
に配置されたピストン３８と、シリンダ３６から上方へ
伸びる筒状のガイド４０と、該ガイドに上下方向へ移動
可能に配置されたピン４２と、ピン４２を常に下方へ付
勢するコイルばね４４とを備える。

【００１７】シリンダ３６は、筒状部材の両端部を端板
により閉鎖したものであり、またシリンダ室の各端部に
連通する穴４６を有している。各穴４６は、底板１８に
形成された流体用の流路４８に連通されている。ピスト
ン３８は、穴４６を介してシリンダ室内に供給される空
気、油等の圧力流体により、シリンダ室の長手方向へ移
動される。

【００１８】ピストン３８の上面の一部とピン４２の下
端面とは、互いに当接される傾斜面とされている。この
ため、ピストン３８が図４において右方へ移動される
と、ピン４２はばね４４の力により押し下げられて作業
面１４から後退する。これに対し、ピストン３８が図４
において左方へ移動されると、ピン４２はばね４４の力
に抗して上昇され、その先端部は作業面１４から突出す
る。

【００１９】維持機構２０の一方の穴４６は一方の流路
４８に共通に接続されており、他方の穴４６は他方の流
路４８に共通に接続されている。このため、維持機構２
０のピン４２は、同時に移動される。流路４８は、図示
の例ではチャック本体１６の側に開口する溝である。

【００２０】一方の流路４８は図２に示す１つの流路５
０により、また他方の流路４８は図２に示す他の１つの
流路５２により、それぞれ、図示しない流体供給機構に
接続される。励磁コイル２６は、図２に示すコード５４
により図示しない制御装置に接続される。

【００２１】シリンダ３６、ピストン３８、ガイド４
０、ピン４２およびばね４４は、磁性材料、非磁性材料
のいずれであってもよい。しかし、ピストン３８および
ピン４２の移動を滑らかにする上では、ピストン３８お
よびピン４２を非磁性材料製とすることが好ましい。

【００２２】図４に示すように、ピストン３８は、これ
の外周面に形成されかつピストンの長手方向へ伸びる溝
５６と、該溝に係合しかつシリンダ３６に取り付けられ
た係合ピン５８とによりピストン３８の軸線の周りへの
回転を阻止されている。同様に、ピン４２も、これの外
周面に形成されかつピンの長手方向へ伸びる溝６０と、
該溝に係合しかつガイド４０に取り付けられた係合ピン
６２とによりピン４２の軸線の周りへの回転を阻止され
ている。

【００２３】図４に示すように、各維持機構２０は、チ
ャック本体１６に形成された凹所６４に該凹所から突出
しないように収容されている。

【００２４】使用時、磁性体１２は、各ピン４２の先端
部が作業面１４から後退されているとき作業面１４に配
置される。この状態で、ピン４２の先端部を作業面１４
から突出させるべく流体が各維持機構２０のシリンダ室
に供給される。これにより、所定のピン４２が磁性体１
２の被吸着面の湾曲形状に応じて作業面１４から所定量
突出され、それらの先端部が被吸着面に当接する。

【００２５】次いで、作業面１４が励磁状態おかれ、そ
れにより磁性体１２は作業面１４に吸着される。このと
き、磁性体１２の被吸着面が作業面１４に整合するよう
に磁性体１２が変形されることは、突出しているピン４
２により阻止され、磁性体１２はピン４２の先端に強く
当接される。

【００２６】磁気チャック１０によれば、ピストンおよ
びピンがチャック本体に接触しないから、チャック本体
の凹所６４の加工精度を高めることなく、チャック本体
に対する維持機構のピストンおよびピンの滑動性を高め
ることができる。また、維持機構２０をチャック本体１
６とは別に製作することができるから、シリンダとピス
トンとの間の加工精度およびガイドとピンとの間の加工
精度を高め、ピストンおよびピンの滑動性をより高める
ことができる。

【００２７】なお、ピン４２の先端部を作業面１４から
突出させるべく流体を各維持機構２０のシリンダ室に供
給する前に、作業面１４を磁性体１２の被吸着面が変形
しない程度の力すなわち本来の形状を維持する程度の弱
励磁状態におき、次いでピン４２の先端部を作業面１４
から突出させるべく流体を各維持機構２０のシリンダ室
に供給し、その後作業面１４を強励磁状態におくことに
より、磁性体１２を作業面１４に強く吸着してもよい。
このようにすれば、作業面１４が弱励磁状態におかれ、
それにより磁性体１２が弱く吸着されている状態で、ピ
ン４２が突出されるから、磁性体１２がピン４２により
作業面１４から押し離されるおそれがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気チャックの一実施例を示す正面図
である。

【図２】図１の磁気チャックの平面図である。

【図３】図２の３−３線に沿って得た断面図である。

【図４】磁性体を維持する維持機構の一実施例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１０ 磁気チャック １２ 磁性体 １４ 作業面 １６ チャック本体 １８ 底板 ２０ 維持機構 ３６ シリンダ ３８ ピストン ４０ ガイド ４２ ピン ４４ コイルばね ４６ 流体用の穴 ４８ 流体用の流路 ６４ 凹所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 3/154

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体を吸着する作業面を有するチャッ
   ク本体と、前記作業面に吸着される前記磁性体をその本
   来の形状に維持する、前記チャック本体に配置された複
   数の維持機構とを含み、前記各維持機構は、前記作業面
   と平行の第１の方向へ伸びるシリンダ室を規定するシリ
   ンダと、該シリンダ室内に移動可能に配置され、該シリ
   ンダ室に供給される流体により前記第１の方向へ変位さ
   れるピストンと、前記シリンダから前記作業面と交差す
   る第２の方向へ伸びる筒状のガイドと、該ガイドに前記
   第２の方向へ移動可能に受けられたピンであってこれの
   先端部が前記作業面から突出しない第１の位置と前記作
   業面から突出する第２の位置とに前記ピストンにより選
   択的に変位されるピンとを備える、磁気チャック。
2. 【請求項２】 前記各維持機構は、前記ピンの先端部を
   前記第１の位置に変位させるべく前記ピンを付勢するコ
   イルばねを備える、請求項１に記載の磁気チャック。
3. 【請求項３】 前記各維持機構は、前記チャック本体に
   形成された凹所に配置されている、請求項１に記載の磁
   気チャック。
4. 【請求項４】 さらに、前記作業面と反対の側にあっ
   て前記チャック本体に配置された底板を含み、該底板は
   前記流体のための一対の流路を有し、該流路の一方は前
   記シリンダ室の一端にまた他方は他端にそれぞれ連通さ
   れている、請求項３に記載の磁気チャック。