JP3217116U - 磁気吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気吸着装置における装置本体の磁気ユニット収容部の加工を容易に行ない得るようにすると共に、そのような加工によるソリの軽減を図りつつ、その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、組付け性にも優れた、改良された磁気吸着装置を提供すること。
【解決手段】磁気吸着装置１０において、装置本体である支持体を与える基台１２に、上面から下面に貫通して開口するように、貫通孔１８を形成せしめ、この貫通孔１８内に、磁気ユニット３０を収容すると共に、貫通孔１８の支持体下面側の開口を覆蓋する下蓋１４と基台１２とを固定手段にて固定する一方、第一のコア３２を基台１２に固着せしめて、第一のコア３２の上面と基台１２の上面とにより、支持面２８を構成した。
【選択図】図２

Description

本考案は、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。また、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。

ところで、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第二のコア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ることにより、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により、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。

ここにおいて、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一の磁気コアと、該第一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二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一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。

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、強磁性体からなるワーク（被吸着物）を支持する面である第一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、突状形態において存在せしめられるようになっているところから、かかる凹所の形状が単純な窪み形状ではなくなるために、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一のサイドとは反対側（裏側）である第二のサイドから、所定の直径と深さを有する単純な丸穴形状の第一の部分と、かかる第一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二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、第一の部分となる凹所を形成した後に、更に、そのような第一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、第一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、第二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。

しかも、そのような一体型磁気装置にあっては、ポールピースコレクタを支持構造に対して一体的に形成するものであるところから、第一のサイド側からのみ、切削等の凹所形成加工が施されることとなり、そのために、かかる加工に伴う応力の作用によって、支持構造に、形成される凹所が拡開される方向のソリ（反り）が発生する問題を内在しているのであり、更にそれと共に、非可逆型磁気コアである第二の磁気コアの組付けにおいても、複数個に分割された第二の磁気コア部材を磁化せしめてなる形態において、ポールピースコレクタの周りに形成された狭い環状の隙間内に収容するに際しては、それら分割された第二の磁気コア部材が、かかる環状の隙間の入口部において、ポールピースコレクタや周りの支持構造に吸着されてなる形態において、押し込む必要があるために、その組付けが容易ではなく、作業が面倒となる等の問題も内在するものであった。

また、かかる特許文献１に示される一体型磁気装置の変形例として、特許第５５７５１１２号公報（特許文献２）には、磁気吸着装置としての装置本体を与える所定厚さの支持構造の相対向する二つのサイドから、それぞれ、円環状の凹所と円筒状の凹所とを形成して、それら凹所に磁気ユニットの構成エレメントをそれぞれ収容して、一つの磁気ユニットを構成せしめる構造が、明らかにされているのであるが、そのような支持構造の両サイドに対する凹所形成加工は、作業が複雑で、面倒となることに加えて、手間がかかり、製作性が悪化することとなると共に、ポールピースコレクタを支持構造に一体に形成するものであるところから、支持構造にソリ（反り）が発生する問題も少なからず内在しており、更に、非可逆型磁気コアを構成する複数のコア分割体を着磁した後、円環状の凹所内に挿入する際に、コア分割体が周辺部材に吸着して、それを移動させて組み付ける作業も容易ではなく、それらの組付け性においても、依然として、問題を内在するものであった。

さらに、特開２０１７−１４４５２５号公報（特許文献３）にあっては、上述の如き一体型磁気装置における加工性乃至は製作性の問題等の解消を図るべく、装置本体と磁気ユニットのコアとを別体として、装置本体には、単純な筒状の凹所を設け、そこに、別体とされたコアを含む磁気ユニットを収容する一方、その凹所の開口部を板状蓋体にて覆蓋して、ワークの支持面を形成するようにした構造の磁気吸着装置が提案されているが、このような磁気吸着装置にあっても、装置本体には、有底の凹所が形成されることとなるところから、そのような凹所の形成加工によって、凹所開口部側が拡がるような装置本体のソリ（反り）が発生する恐れを依然として内在していると共に、凹所の形成作業は必須のものであって、そのために、有底の穴加工が必要とされるものであった。

特許第５４４９３２４号公報 特許第５５７５１１２号公報 特開２０１７−１４４５２５号公報

ここにおいて、本考案は、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、磁気吸着装置における装置本体の磁気ユニット収容部の加工を更に容易に行ない得るように為すと共に、そのような加工に基因するソリ（反り）の軽減を図りつつ、その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、組付け性にも優れた、改良された磁気吸着装置を提供することにある。

そして、本考案にあっては、かくの如き課題を解決するべく、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、第一のコアと、該第一のコアを囲繞するように位置せしめられた、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から下面に貫通してそれぞれ開口するように、少なくとも一つの貫通孔を形成せしめ、該貫通孔内に、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貫通孔の該支持体下面側の開口を覆蓋する、強磁性体からなる板状蓋体を、該支持体の下側に配置せしめて、それら板状蓋体と支持体とを固定手段にて固定する一方、前記第一のコアを、その外周部と前記貫通孔の前記支持体上面側の開口内周部位との間において、該支持体に固着せしめて、該第一のコアの上面と該支持体の上面とにより、前記支持面を構成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、かかる本考案に従う磁気吸着装置の望ましい態様の一つによれば、前記第一のコアと前記支持体とが、該第一のコアの外周部と該支持体に形成された貫通孔の該支持体上面側の開口内周部位との間において、螺合せしめられて、固着されている構造が、有利に採用されることとなる。

また、かかる本考案に従う磁気吸着装置の他の望ましい態様の一つによれば、前記支持体に形成された少なくとも一つの貫通孔の該支持体上面側の開口内周部位が、該貫通孔中心側に向かって延出せしめられて、内フランジ部が形成され、更に該内フランジ部の先端面に雌ネジ部が形成されている一方、前記第一のコアの上部外周部位に雄ネジ部が形成されており、それら内フランジ部の雌ネジ部と第一のコアの雄ネジ部との螺合によって、前記第一のコアと前記支持体とが固着せしめられている。

そして、そのような第一のコアと支持体との螺着構造において、有利には、前記第一のコアの上部外周部位が段付き構造の低段部として構成されて、該低段部の外周面に前記雄ネジ部が形成されていると共に、該低段部とそれより立ち上がる立上り面との間の角部にシール部材が配されて、該第一のコアと前記支持体との間のシールが行われるようになっていることが望ましく、更に、そこでは、前記支持体の前記内フランジ部が、前記貫通孔内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ことが望ましいのである。

また、本考案の別の望ましい態様の一つによれば、前記支持体に形成された少なくとも一つの貫通孔の該支持体上面側の開口内周部位が段付き構造の低段部として構成されて、該低段部の内周面に雌ネジ部が形成されている一方、前記第一のコアの上部外周部位が外方に向かって延出せしめられて、外フランジ部が形成され、更に該外フランジ部の先端面に雄ネジ部が形成されており、それら支持体の雌ネジ部と外フランジ部の雄ネジ部との螺合によって、前記支持体と前記第一のコアとが固着せしめられている。

そして、そのような支持体と第一のコアとの螺着構造にあっては、有利には、前記第一のコアの前記外フランジ部の下面に、該第一のコアの外周面に沿って延びる凹溝が形成されており、該凹溝内にシール部材を収容して、前記支持体の段付き構造における低段部から立ち上がる立上り面に接触せしめることにより、該第一のコアと該支持体との間のシールが行われている構成が有利に採用され、また、そこでは、前記第一のコアの前記外フランジ部が、前記貫通孔内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ことが望ましい。

このように、本考案に従う磁気吸着装置にあっては、装置本体である厚肉板状の支持体に形成される磁気ユニットの収容部が、公知の磁気吸着装置のような、有底円筒形状の凹所、特に磁気ユニットの一部（コア）を構成する突部を形成してなる複雑な形状の凹所として形成される必要がなく、単に、支持体の上面から下面に貫通してそれぞれ開口する貫通孔として形成すれば足りるものであるところから、かかる支持体（装置本体）に対する磁気ユニットの収容部を形成する際の加工性が、より一層効果的に向上せしめられ得ることとなるのであり、しかもそれに加えて、目的とする磁気吸着装置の製作に際しては、厚肉板状の支持体を貫通するように形成された貫通孔内に所定の磁気ユニットを収容して、それを構成する第一のコアを、貫通孔の支持体上面側の開口内周部位との間において支持体に固着せしめて、かかる第一のコアの上面と支持体の上面とにより、被吸着物を吸着支持する支持面を構成する一方、支持体の下面側の貫通孔開口部を、板状蓋体にて覆蓋して固定するようになっているところから、装置の製作性も有利に向上せしめられ得ることとなり、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。

また、そのような本考案に従う磁気吸着装置にあっては、磁気ユニットを収容する収容部が、支持体を貫通する貫通孔として形成され、有底円筒形状の凹所として形成するものではないところから、かかる貫通孔の加工に際して、支持体の一方の側にのみ加工応力が作用するようなことが、効果的に抑制乃至は阻止され得ることとなるのであり、これによって、かかる貫通孔の加工による支持体のソリ（反り）の発生が、有利に軽減乃至は緩和され得ることとなったのである。

さらに、本考案に従う磁気吸着装置にあっては、その組立てに際して、磁気ユニットを構成する第一のコアの外周部に、分割された永久磁石を吸着支持せしめてなる形態において、かかる第一のコアを支持体に設けられた貫通孔内に挿入して固着せしめた後、コイルや第二のコアを収容せしめ、更に板状蓋体にて貫通孔の下側開口部を覆蓋するようにすることが出来るところから、複数に分割された永久磁石の貫通孔内への配置作業が、簡単に且つ容易に行われ得ることとなり、これによって、装置の組立て作業の容易化にも大きく寄与せしめ得たのである。

本考案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２に示される断面構造における一つの磁気ユニットの収容部位の分解説明図である。 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断面に相当する図）である。 図２におけるＭ部の拡大説明図であって、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、その構造の異なる例を示している。 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。 支持体と第一のコアとの螺合構造の異なる例を示す、図２に示される断面における部分拡大説明図である。

以下、本考案を更に具体的に明らかにするために、本考案の代表的な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、本考案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の下部に配置せしめられた板状蓋体である下蓋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ており、また下蓋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の下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、そのような下蓋１４が基台１２の下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と下蓋１４とが、図２に示される如く、ボルト１６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、基台１２には、図１や図２〜図４等に示されるように、複数（ここでは４個）の円形の貫通孔１８が、磁気ユニットの収容部として、基台１２の上面から下面に貫通してそれぞれ開口するように、相互に独立して設けられている。なお、それら複数の貫通孔１８は、それぞれ、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通孔として、形成されている。

また、かかる基台１２は、図２、図３や図５（ａ）より明らかな如く、ここでは、その上面側の貫通孔１８の開口内周部位を、内方に、換言すれば貫通孔中心側に向かって延出せしめることによって形成された環状の内フランジ部２０を有しており、更にこの内フランジ部２０の先端面には、雌ネジ部２２が形成されている。加えて、かかる内フランジ部２０の上面には、所定深さの円形溝２４が、後述する磁気ユニット３０の永久磁石３４上に位置するように設けられており、これによって、内フランジ部２０の厚さ方向において、内フランジ部２０の板厚が絞り込まれて、薄肉となる部位が形成されている。

一方、磁気ユニット３０は、図２及び図３より明らかな如く、第一のコア３２と、永久磁石３４と、コイル３６と、第二のコア３８との四つの部材から構成されており、それら四つの部材からなる磁気ユニット３０が、基台１２の貫通孔１８内に収容せしめられてなる状態において、更に、スペーサ部材３９が嵌め込まれ、そして貫通孔１８の下側開口部、換言すれば基台１２の下面側開口部を、下蓋１４にて覆蓋せしめてなる形態において、ボルト１６が、下蓋１４のボルト穴１４ａを挿通して、基台１２に設けられた雌ネジ穴２６に螺入せしめられることによって、基台１２に対する下蓋１４の固定が行われるようになっている。

そこにおいて、かかる磁気ユニット３０を構成する第一のコア３２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ており、永久磁石３４やコイル３６及び第二のコア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。そして、このような第一のコア３２の上部外周部位には、雄ネジ部３３が形成されており、この雄ネジ部３３が、図２や図５から明らかな如く、基台１２の内フランジ部２０の先端面に設けられた雌ねじ部２２に螺合せしめられることによって、基台１２に対して固着されて、固定せしめられるようになっている。なお、かかる第一のコア３２には、その上面の中心部に、それを貫通しない深さにおいて、ワークを載置するために用いられる治具等を固定する等の目的で使用される雌ネジ穴３２ａが、形成されている一方、その下面には、２つの工具係合穴３２ｂ，３２ｂが、第一のコア３２の中心に対して対称的に設けられており、この２つの係合穴３２ｂ，３２ｂに回転工具の係合突起を嵌合して、回転せしめることにより、第一のコア３２が、基台１２に対して螺合せしめられ得るようになっている。

また、永久磁石３４は、図２や図４、更には図３から明らかな如く、円弧状断面の磁石片３４ａの複数（ここでは８個）を円形形状に配置して、貫通孔１８内に収容され得る外径と所定厚さの筒壁を有する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異なる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３４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可能であることは勿論である。

そして、このような円筒形状の永久磁石３４は、第一のコア３２の外周面に配置されてなる形態において、基台１２の貫通孔１８内に、収容せしめられることとなる。

さらに、コイル３６は、永久磁石３４の外径と略同一の外径とされると共に、貫通孔１８の深さの約半分程度の高さを有する円筒形状を呈するように、従来と同様にして、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、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されてなる形態において、図示されているが、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可能であることは、言うまでもないところである。

加えて、第二のコア３８は、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ系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二のコア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有する磁極となるように構成されており、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、選択的に変更され得るようになっている。なお、ここでは、第二のコア３８がアルニコ磁石を用いて形成されているが、コイル３６によって、第二のコア３８の磁極の極性が選択的に変更可能となるものであれば、公知の各種の磁石を使用することが可能である。

そして、本実施形態では、上述の如く構成されてなる四つの部材が、円形の貫通孔１８内にそれぞれ挿入配置されて、磁気ユニット３０が、それぞれの貫通孔１８内において構成されているのである。具体的には、８つの磁石片３４ａを円筒形状となるように配置してなる永久磁石３４によって囲繞された第一のコア３２が、その上部の雄ネジ部３３において、基台１２の雌ねじ部２２に螺合せしめられて、貫通孔１８内に収容、配置されると共に、かかる第一のコア３２の下側に位置するように、コイル３６の円筒形状の内側に第二のコア３８を収容せしめて、コイル３６にて囲繞された状態において、貫通孔１８内に配置されて、磁気ユニット３０が、構成されることとなる。更に、第二のコア３８からの磁束の放出を阻害しないように、下蓋１４と同様に、鉄材等の強磁性体材料からなるスペーサ部材３９が貫通孔１８内に嵌め込まれ、そして、貫通孔１８の下側開口が下蓋１４によって覆蓋されて、ボルト１６の螺合によって、基台１２に固定せしめられるようになっている。

なお、かくの如く、磁気ユニット３０が、基台１２の貫通孔１８内に螺合により配置せしめられることによって、第一のコア３２の上面と基台１２の上面とが面一とされて、それらによって、治具等が固定、支持される支持面２８が形成されることとなるのであり、また、基台１２の内フランジ部２０の上面に設けられた円形溝２４が、磁気ユニット３０を構成する永久磁石３４の上方に位置するようになっている。

また、ここでは、基台１２と第一のコア３２との固着が、図２や図３、図５（ａ）から明らかなように、第一のコア３２の上部外周部位が段付き構造の低段部として構成されて、この低段部の外周面に雄ネジ部３３が形成されており、この雄ネジ部３３が、基台１２の内フランジ部２０の先端面（内側面）に形成された雌ねじ部２２に螺合されてなる構造において、実現されているのであるが、その螺合部におけるシールをより確実なものとして、支持面２８側からの液体の浸入を阻止すべく、図５（ｂ）に示される如く、内フランジ部２０の下側角部の面取りを大きくする一方、第一のコア３２の上部外周部位における段付き構造の低段部とそれより立ち上がる立上り面との間の角部に、Ｏ−リング等のシール部材３５を配置して、このシール部材３５によって、第一のコア３２と基台１２との間のシールを行うようにすることも可能である。

ところで、各貫通孔１８内に収容される各々の磁気ユニット３０においては、図４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３４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３４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が有する第二のコア３８の円柱形状の軸方向両端の磁極にあっては、かかる第二のコア３８を囲繞するコイル３６への通電によって、選択的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２８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３４の内周面側の磁極と、第二のコア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におけるコイル３６の導線は、ここでは図示されていないが、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おり、また、そのようなコネクタ４０を介して、ここでは図示されていないコントロールユニットに接続されて、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。

そして、そ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せしめられる磁極のうち、コイル３６の軸方向上側（永久磁石３４側）の磁極が、かかる永久磁石３４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二のコア３８の軸方向上側（永久磁石３４側）の磁極も、永久磁石３４の内側の磁極と同じ極性となる。そうすると、図６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、換言すれば第二のコア３８から第一のコア３２へと向かう磁界の方向と、永久磁石３４から第一のコア３２へと向かう磁界の方向とが同一の方向とされて、そのような第二のコア３８と永久磁石３４にて生ずる磁束が、第一のコア３２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、支持面２８から放出されるようになる。そして、そのように支持面２８から放出される磁束が、支持面２８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２８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（固定）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３４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、第二のコア３８の軸方向上側の磁極も、永久磁石３４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における第二のコア３８から第一のコア３２へと向かう磁界の方向が、永久磁石３４から第一のコア３２へと向かう磁界の方向と反対の方向となるために、図７に示されるように、第二のコア３８による磁界と永久磁石３４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、それら第二のコア３８と永久磁石３４にて生ずる磁束が、支持面２８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２８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。

従って、このような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２８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５２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こととなる。

そして、そのような磁気吸着装置１０にあっては、基台１２における磁気ユニット３０の収容部が、かかる基台１２の上面から下面に貫通してそれぞれ開口する貫通孔１８として形成され、基台１２の一方の側にのみ開口する有底の収容穴として形成されるものではないところから、基台１２における磁気ユニット３０の収容部を形成するための加工が容易となり、その加工性が効果的に向上せしめられ得ることとなるのであり、しかも、そのような貫通孔１８として形成することにより、基台１２の一方の側にのみ加工応力が作用することによって惹起される基台１２のソリ（反り）の問題も、有利に軽減乃至は緩和され得ることとなるのである。

ところで、上述の如き構成の磁気吸着装置１０を得るべく、基台１２に磁気ユニット３０を組み付けるに際しては、一般に、基台１２を上下逆転させてなる形態において、磁気ユニット３０が貫通孔１８内に収容せしめられることとなる。具体的には、第一のコア３２が、その外周面に、分割された複数の磁石片３４ａからなる永久磁石３４を吸着した状態において、貫通孔１８内に挿入され、そして、係合穴３２ｂ，３２ｂに係合せしめた回転工具によって第一のコア３２を回転させて、基台１２の内フランジ部２０に設けた雌ねじ部２２に第一のコア３２の雄ネジ部３３を螺合せしめることにより、取り付けられ、その後、コイル３６と第二のコア３８を貫通孔１８内に収容せしめることにより、磁気ユニット３０を構成し、更にその後、スペーサ部材３９を収容した後、下蓋１４をボルト１６によって固定することにより、磁気ユニット３０の組付けを完了させるのである。

なお、このように組み付けられる磁気ユニット３０の、貫通孔１８内における固定を有利に実現し、また、外部からの液体の浸入に対する磁気ユニット３０の保護のために、必要に応じて、かかる磁気ユニット３０を貫通孔１８内に収容、配置した後、液状の樹脂を流し込み、固化乃至は硬化させることも、有利に採用されるところであり、またそれに加えて、或はそれに代えて、図５（ｂ）に示される如きシール部材（Ｏ−リング）３５を配設することによって、支持面２８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、貫通孔１８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も、より一層有利に回避され得ることとなる。

また、かくの如く、磁気吸着装置１０を組み立てることにより、複数に分割された永久磁石３４の貫通孔１８内への配置作業が、簡単に且つ容易に行われ得ることとなるのであって、これにより、装置の組立て作業の容易化にも大きく寄与し得ることとなるのであり、また装置の製作性も有利に向上せしめられ得て、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、かかる磁気吸着装置１０にあっては、基台１２の内フランジ部２０の上面部位に、円形溝２４が形成されて、薄肉化されているところから、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に、強磁性体材料から形成されている第一のコア３２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、かかる円形溝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結果、かかる円形溝２４が形成されている部位よりも内側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、第一のコア３２の支持面２８側に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っている。

以上、本考案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、本考案は、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、前述せる実施形態においては、磁気ユニット３０は、それを構成する第一のコア３２に設けた雄ネジ部３３が、基台１２の内フランジ部２０に設けた雌ねじ部２２に螺合せしめられることによって、固着せしめられてなる形態において、取り付けられているが、これに代えて、図８に示される如く、第一のコア３２の上部外周部位が外方（側方）に向かって延出せしめられて、外フランジ部３１が形成され、この外フランジ部３１の先端面に雄ネジ部３３を形成せしめる一方、貫通孔１８の基台１２上面側の開口内周部位が段付き構造の低段部として構成されて、かかる低段部の内周面に雌ねじ部２２を形成せしめて、それら基台１２の雌ねじ部２２と第一のコア３２の外フランジ部３１の雄ネジ部３３とを螺合せしめることによって、それら基台１２と第一のコア３２とが固着されてなる構造とすることも可能である。

なお、この図８に示される構造においては、先の実施形態における円形溝２４に相当する円形溝３２ｃが、第一のコア３２に設けた外フランジ部３１の上面に、所定深さで且つ永久磁石３４（３４ａ）の上方に位置するように形成されており、また、Ｏ−リングの如きシール部材３５に対応するシール部材３７が、外フランジ部３１の下面に、第一のコア３２の外周面に沿って延びるように設けられた凹溝に収容されて、基台１２の段付き構造における低段部から立ち上がる立上り面に接触せしめるようにすることによって、それら第一のコア３２と基台１２との間のシールが、より一層確実に実現され得るようになっている。なお、この図８に示される構造の他の部位は、先の実施形態のものと同様であるところから、同一の番号を付して詳細な説明を省略することとする。

そして、このような図８に示される構造の装置の組立てにおいては、基台１２の支持面２８側から、第一のコア３２が貫通孔１８に差し込まれて、螺合操作が行われる一方、コイル３６や第二のコア３８は、基台１２の支持面２８とは反対側から収容されて、貫通孔１８内において磁気ユニットが完成せしめられることとなるのである。

また、ここで例示した実施形態における基台１２と第一のコア３２との固着は、何れも、作業が簡単で容易な螺合構造において行われているが、これに代えて、溶接等による溶着構造を採用することも可能である。

さらに、例示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３４にて囲繞された第一のコア３２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構成され、またそのような磁気ユニット３０が収容される貫通孔１８は、磁気ユニット３０の形状に対応した円形の通孔とされているが、基台１２において、磁気ユニット３０を収容する部位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、八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、貫通孔１８の断面形状は勿論のこと、内フランジ部２０や外フランジ部３１を省略して、それらの間を溶接等の手法によって溶着することにより、それらを固着せしめることも可能である。

更にまた、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、下蓋１４を固定する方法としては、ボルトを用いた固定が有利に採用されるところであるが、これ以外にも、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、本考案が、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、本考案の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本考案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 下蓋 １６ ボルト
１４ａ ボルト穴 １８ 貫通孔
２０ 内フランジ部 ２２ 雌ねじ部
２４ 円形溝 ２６ 雌ネジ穴
２８ 支持面 ３０ 磁気ユニット
３１ 外フランジ部 ３２ 第一のコア
３２ａ 雌ネジ穴 ３２ｂ 係合穴
３２ｃ 円形溝 ３３ 雄ネジ部
３４ 永久磁石 ３４ａ 磁石片
３５ シール部材 ３６ コイル
３７ シール部材 ３８ 第二のコア
３９ スペーサ部材 ４０ コネクタ
５０ ワーク ５２ テーブル

Claims (8)

1. 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、第一のコアと、該第一のコアを囲繞するように位置せしめられた、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から下面に貫通してそれぞれ開口するように、少なくとも一つの貫通孔を形成せしめ、該貫通孔内に、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貫通孔の該支持体下面側の開口を覆蓋する、強磁性体からなる板状蓋体を、該支持体の下側に配置せしめて、それら板状蓋体と支持体とを固定手段にて固定する一方、前記第一のコアを、その外周部と前記貫通孔の前記支持体上面側の開口内周部位との間において、該支持体に固着せしめて、該第一のコアの上面と該支持体の上面とにより、前記支持面を構成したことを特徴とする磁気吸着装置。
2. 前記第一のコアと前記支持体とが、該第一のコアの外周部と該支持体に形成された貫通孔の該支持体上面側の開口内周部位との間において、螺合せしめられて、固着されている請求項１に記載の磁気吸着装置。
3. 前記支持体に形成された少なくとも一つの貫通孔の該支持体上面側の開口内周部位が、該貫通孔中心側に向かって延出せしめられて、内フランジ部が形成され、更に該内フランジ部の先端面に雌ネジ部が形成されている一方、前記第一のコアの上部外周部位に雄ネジ部が形成されており、それら内フランジ部の雌ネジ部と第一のコアの雄ネジ部との螺合によって、前記第一のコアと前記支持体とが固着せしめられている請求項１又は請求項２に記載の磁気吸着装置。
4. 前記第一のコアの上部外周部位が段付き構造の低段部として構成されて、該低段部の外周面に前記雄ネジ部が形成されていると共に、該低段部とそれより立ち上がる立上り面との間の角部にシール部材が配されて、該第一のコアと前記支持体との間のシールが行われている請求項３に記載の磁気吸着装置。
5. 前記支持体の前記内フランジ部が、前記貫通孔内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３又は請求項４に記載の磁気吸着装置。
6. 前記支持体に形成された少なくとも一つの貫通孔の該支持体上面側の開口内周部位が段付き構造の低段部として構成されて、該低段部の内周面に雌ネジ部が形成されている一方、前記第一のコアの上部外周部位が外方に向かって延出せしめられて、外フランジ部が形成され、更に該外フランジ部の先端面に雄ネジ部が形成されており、それら支持体の雌ネジ部と外フランジ部の雄ネジ部との螺合によって、前記支持体と前記第一のコアとが固着せしめられている請求項１又は請求項２に記載の磁気吸着装置。
7. 前記第一のコアの前記外フランジ部の下面に、該第一のコアの外周面に沿って延びる凹溝が形成されており、該凹溝内にシール部材を収容して、前記支持体の段付き構造における低段部から立ち上がる立上り面に接触せしめることにより、該第一のコアと該支持体との間のシールが行われている請求項６に記載の磁気吸着装置。
8. 前記第一のコアの前記外フランジ部が、前記貫通孔内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６又は請求項７に記載の磁気吸着装置。

Images