JPS63114109A

JPS63114109A - 磁気保持装置

Info

Publication number: JPS63114109A
Application number: JP62188672A
Authority: JP
Inventors: カルドン・ミケーレ; グランディーニ・アンジェロ; ツァラメラ・ブルーノ
Original assignee: TEKUNOMAGUNECHIKA D KARUDON GU; TEKUNOMAGUNECHIKA D KARUDON GURANDEIINI TSUARAMERA E CO Sas
Current assignee: TEKUNOMAGUNECHIKA D KARUDON GU; TEKUNOMAGUNECHIKA D KARUDON GURANDEIINI TSUARAMERA E CO Sas
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1987-07-28
Publication date: 1988-05-19
Also published as: ES2023149B3; US4847582A; IT1212127B; DE3769876D1; IT8621277A0; EP0254939A1; EP0254939B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は搬送あるいは移送システム等の機械工具上を
移動する金属片を固定しあるいは保持する磁気保持装置
に係り、特に保持される金属片の大きさに自動的に対応
することができる磁気回路を用いた磁気保持装置に関す
る。

この装置は永久磁石あるいは電磁石の磁気コア部材を有
し、永久磁石の場合は少なくとも２つの極ユニットの磁
石のうちの幾つかを正方向あるいは逆方向に励磁するこ
とにより、あるいは電磁石の場合はコイルに通電したり
また通電を停止したりすることにより、励磁され、ある
いは消磁される。

［従来技術］、現在使用されている磁気保持装置は、主として多種多
様な大きさの被加工物を保持するようになっている。し
かしながらこれら装置は異なる大きさあるいはタイプの
被加工物に対して、常に同じ様に駆動される。実務的に
は、磁気保持装置は主として２つのタイプに分類され′
る。１つは平均的な大きさの、あるいは比較的大きな被
加工物に対して最も効率良く働くようになっている。こ
の様な被加工物を強固に保持するためにはかなりの深さ
まで磁界を浸透させる必要がある。また、もう１つのタ
イプは小さな被加工物に対して最も効率良く働くように
なっている。この様な被加工物に対しては磁気回路によ
って生じる磁界が浸透する深さよりも保持面の極の密度
の方が重要である。

したがって個々の極を密集させて配置し、被加工物がど
んなに小さくても極性の異なる少なくとも２つの極にま
たがるようにされている。

前者に属する装置においては、例えばフライス盤のよう
な重機により加工される大きな被加工物であっても磁気
的に保持することは可能である。

しかしながら一方では、強い磁力したがって強い保持力
を発生させるために隣り合う極の間での磁束の喪失が最
少になるように極は互いに十分離れて配置されなければ
ならない。この結果、極の間隔が広がって比較的小さな
被加工物を保持できなくなる。一方、後者に属する装置
においては、極の密度、すなわち極の間隔を短かくする
必要がある。これは、磁束を分配する特殊な極板を使用
することにより可能であるが、一般に構造が複雑になり
、コストが高く、また発生できる磁力が大変貧弱である
。したがって、この種の装置では大きな被加工物を保持
することができない。結局、上述した装置は、共に仕様
に応じて使用される必要があり、異なる大きさの被加工
物に対しては異なる装置を使用しなければならなかった
。

この発明は、例えば米国出願第４０９０１６２号、第４
３５８１６７号、第４５０７６３５号及び英国出願第７
５８１８３号に示された型式の磁気保持装置を提供する
ことを目的とする。この装置は、装置の高い効率を損な
うことなく、また上述した後者のいかなる部分にも変更
を加えずに、保持される被加工物の大きさに応じて自動
的に磁気回路の特性すなわち磁力及び極間のピッチを変
えることができる。

また、この発明は比較的安価でかつ機械的に強固な磁気
構造を有する磁気保持装置を提供することを目的とする
。

また、さらにこの発明は、極ユニットの間の距離を変更
することなく保持される被加工物の現実の大きさに応じ
て極間ピッチを変えることができ、さらに前述した３つ
の米国特許に示す磁束反転型及び同じく前述した英国出
願第７５８１８３号に示す全体的に消磁する型のように
永久磁石装置としても使用できる磁気保持装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点の解決手段］この発明による磁気保持装置は強磁性体よりなるヨーク
を有し、さらにこのヨークは基板と周壁とを有している
。また、少なくとも第１及び第２の極ユニットを有し、
各極ユニットの外面は保持面をなしている。第１及び第
２の極ユニットの間には中間極部材が設けられており、
各極部材は基板から前記保持面まで伸びている。主極片
と基板との間には永久磁石及び電線が丹形按回巻された
磁石が配置されている。装置が作動状態にあるとき、前
記永久磁石は第１及び第２の極ユニットもしくは第１及
び第２の極ユニットのいずれか一方と前記中間極部材を
それらの外面において異なる極性とする。

この発明の特徴は、中間極部材が通常は磁気的に中立で
あり、大きな被加工物を保持する場合に単に磁気回路の
一部となることである。すなわち、中間極部材は極ユニ
ットの１つから生じた磁束を保持面に向かって進める。

これによって極ユニットの極性とは逆の極性を有する“
見かけの極”が生じる。これは、被加工物の大きさある
いは位置により、被加工物が同時に隣り合う極性の異な
る極に接するときに生じる。

一方、中間極部材は保持面に対して磁気的に何らの影響
を及ぼさない全く磁気的に中立な要素として作用し、被
加工物を単に支持するだけのものとなる。この事実上極
間ピッチを変える中間極部材の作用は異なる大きさ、異
なる長さの金属被加工物に応じて自動的に生じる。

これらの発明の特徴は以下の実施例の記載から明らかに
なるであろう。

［実　施　例］以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図は、この発明の第１実施例に係る磁気保持装置を
示しており、このタイプの装置は長手方向に配置された
極を有している。この極は、例えば米国出願第４３５６
１８７号に示すように磁気回路内の磁石の磁束の向きを
反転させることにより励磁され、あるいは消磁される。

この装置は、低カーボンスチールよりなる強磁性体の外
部ヨークを有しており、この外部ヨークは、平坦な表面
１０ａを有する基板ｌＯと、装置の長手方向に配置され
た側壁１１．１１と端壁１２．１２とから成っている。

また、この装置は２つの極ユニット１３及び１４を有し
、これら極ユニット１３．１４は外面１５に互いに反対
の極性を生じさせ、金属製の被加工物を磁気的に吸着す
る。しかしながら、この装置は、２以上の極ユニットを
有してもよく、その場合、各極は交互に反対の磁性を生
じるようにする。

各極ユニット１３．１４は、低カーボンスチールによっ
て形成された強磁性体の主極片１７を有しており、各主
極片１７は棒状をなし表面１５の長手方向に伸びている
。各極片１７の上部すなわち外表面１３ａ。

１４ａは被加工物１６を吸着する表面１５の一部を形成
し、また下面１３ｂ　、　Ｌ４ｂは基板１０の主面１０
ａと平行をなしている。各極ユニット１３及び１４は、
また主磁気コア１８を有しており、この主磁気コア１８
は磁性を反転することができる永久磁石を−Ｈしている
。また主磁気コア１８は極片１７の真下において同極片
１７と基板１０との間に介挿されている。またさらに磁
気コア１８にはコイル１９が巻回されており、このコイ
ル１９に大容量放電型電源からパルス状の電流が供給さ
れる。これは、周知の技術であり、本願の発明の範囲で
はない。すなわち、装置を作動状態とし、また不作動状
態にするため必要とされる反転可能な磁界を発生させる
ために、磁気コア１８の極性が時々反転させられ、この
磁気コア１８と、後述する第２の磁石との共働作用によ
って装置の外面１５が励磁され、また消磁される。

第１図及び第２図に示す装置は、磁気コア１８ａの磁束
を反転させることにより装置を作動状態とし、あるいは
不作動状態とする型式になっており、このため各極ユニ
ット１３．１４は、さらに第２の磁石２０．２０ａを有
している。これら第２の磁石２０゜２０ａは各主極片１
７の少なくとも両側面に接して配置されており、これら
の磁化方向は磁気コア１８の磁化方向と直交し、かつ上
面１５と平行である。各極ユニットの第２の磁石は、全
て同一の態様で各主極片１７と面している。すなわち、
第２の磁石は全て同一の極を主極片１７に接している。

この結果、装置が作動状態にある場合、極ユニットの１
つは、例えば極ユニット１３は、上面１５上に、他の極
ユニット１４によって生じる磁極とは反対の極性を有す
る磁極を生じさせる。従来の装置と比較すると、本装置
は各極ユニットの間に強磁性材によって形成された中間
極部材２１を有していること及びこの中間極部材２１が
接する極は、互いに逆の極性を有していることが異なっ
ている。

中間極部材２１は、したがって互いに逆の極性を有する
磁気コア２０ａと接し、かつ基板１０から上面１５まで
伸びている。特に、中間極部材２１は基板１０と直接接
するように置かれるか、もしくはプラスあるいはその他
のように非磁性材で形成されたスペーサを介して基板１
０上に置かれる。この場合、スペーサの厚さは限定され
、磁化方向に計って磁石１８の長さの略１０％を越えて
はならない。第２図、第３図及び第４図は中間極部材２
１の基本的機能を示しており、これらの図においては磁
束の経路が破線で示されている。事実、不作動状態にあ
る装置を示す第２図においては、磁束は装置の内部で閉
じており、上面１５は完全に磁気的に中立となっている
。この場合、中間極部材２１は、内部磁気回路の磁気導
通路としての役目を果たしている。

これとは逆に、作動状態にある装置を示す第３図におい
ては、吸着されている被加工物１６は大きく、中間極部
材２１をまたいで極ユニット１３．１４の双方の互いに
極性の異なる極ＮとＳとに接している。この場合、中間
極部材２１は上面１５において完全に磁気的に中立であ
り、単に隣り合う極ユニットの第２の磁気コア２０ａの
間の短絡要素の役目を果たしている。この結果、装置は
第１の極間距離を有している状態となっている。すなわ
ち、この第１の極間距離は、２つの極ユニット１３及び
１４の間の距離と等しい。

一方、第４図の場合においては、被加工物ｌｅａは第３
図に示す被加工物１６よりも小さい。この結果、被加工
物１（ｉａは極ユニット１３もしくは１４のいずれか一
方と、中間極部材２１とに接している。この場合、中間
極部材２１は、被加工物ｌｅａが直接接する極ユニット
１３の磁気コアの磁束を上面１５に向かわせる磁気導体
としての役目を果たし、これによってそれ自身は極ユニ
ット１３に対して、極ユニット１３とは逆の極性を有す
る補助極、あるいは“見かけの極”となっている。こう
して、中間極部材２１は前述した第３図の場合に比べて
極間距離を半分にしている。第４図に示す他方９極ユニ
ツト１４においては、上面１５に向かって磁気回路が閉
じていないので、これが被加工物１６ａを吸着すること
はない。

米国出願第４３５６１６７号に示す装置に対して、第１
図から第４図に示す本願発明に係る装置の利点及び特徴
は、両者の簡単な比較によって明らかになる。事実、従
来の装置においては、極間距離、特に隣り合う２つの極
片間の距離は非反転磁気コア自身の長さによって決定さ
れていた。この距離は、非反転コアが、他方の磁石コア
の双方の極を反転させるため電気的に発生した磁界によ
って損傷を受けないようにするため減少させることがで
きなかった。

これに対して、本発明によれば、隣り合う２つの極片の
間に中間極部材を設けたので、従来の装置に比べて磁石
２０ａの長さを半分に減少させることができ、また吸着
される被加工物の大きさに応じて自動的に極間距離を変
更することができる。

各極ユニット１３．１４においては、磁気コア２０及び
２０ａが主極片１７に対して同種の磁極を向けて接して
いる。これに対して中間極部材１７においては、間中間
極部材１７に対して磁気コア２０ａ　、　２０ａが異な
る磁極を向けて接している。すなわち、磁気コア２０ａ
　、　２０ａは磁化方向を一致させるようにして中間極
部材１７に接している。

ここで述べる装置においては、同一の磁気吸着力を保持
したままで極間距離を半分にすることができる。すなわ
ち、中間極部材２１は、異なる極性の極ユニットにまた
がる程大きな被加工物を吸着する場合には、被加工物の
吸着を行なわず、単に磁気コア２０ａ　、　２０ａの間
の磁束の通り路として機能する。この場合、装置の吸着
力は大きく被加工物の内の深部まで磁界が及ぶ。これと
は逆に、小さな被加工物を吸着する場合、中間極部材２
１は極ユニット１３もしくは１４によって生じた磁束を
被加工物１６ａに向ける役割を果たす。これにより、吸
着面上に異なる極性を有する磁極が生じる。この磁極は
装置を不作動状態とすると自然に消滅する。

この第２の状態においては、磁気吸着力や磁界の侵入深
さが半分になるが、磁極での磁気吸着力は変化しない。

次に、第５図及び第６図は本発明の第２実施例に係る磁
気保持装置を示しており、この装置は完全に消磁するこ
とにより不作動状態とされる。また、第５図及び第６図
に示す装置においては、基板１０と周壁１１及び１２を
有しており、これらが強磁性ヨークを形成している。こ
のヨークの内側に第１の極性（Ｎ極）を有する極ユ壬ッ
ト２５と、これとは逆の極性（Ｓ極）を有する極ユニッ
ト２６とが互いちがいに配置されている。各極ユニット
２５及び２６は強磁性体の主極片２７から構成されてお
り、それらの上面は吸着すなわち保持面２８の一部をな
している。また、各極ユニット２５及び２６はコイル３
０が巻回された磁気コア２９を有しており、これら主極
片２７及び磁気コア２９は上下方向に同軸的に配置され
ている。また磁気コア２９は主極片２７及び基板１０と
直接接している。例えば英国特許第７５８１８３号に記
載されているように、コイル３０にはパルス状の電流が
一方向に、あるいは双方向に供給され、これによって装
置が作動状態にあるときには磁気コア２９を磁化するた
め短かいが、しかし十分な強さの磁界が生じる。一方、
一連の磁化周期を減少させることにより、装置が不作動
状態にされたときは完全に磁気コア２９は消磁された状
態になる。

前述した英国特許と異なり、この発明に係る磁気保持装
置は前述した第１実施例の中間極部材２１と同一の機能
及び特徴を有する補助極すなわち中間極部材３１が隣り
合う極ユニット２５と２６との間に配置されている。こ
の中間極部材３１は基板１０から保持面２８まで伸びて
いる。また、各極ユニットと中間極部材の間のギャップ
はエポキシ樹脂３２で埋められている。

この第５図及び第６図に示す装置によって得られる磁束
密度は第１図から第４図に示す装置によって得られる磁
束密度より低い。したがって１ユニツト当たりの吸着力
も低い。しかしながら、この第２実施例に係る装置は、
幾つかの有用性を有している。例えば、保持装置の磁気
板においては、１ユニツト当たりの吸着力を大きくする
ことは、極を互いに近接配置して極性の密度を高めるこ
とに比べて重要ではない。この第５図及び第６図に示す
装置においては極ユニットと対応する付加的な極片との
間に第２の磁気コアがないので極間距離を極めて狭くす
ることができる。しかしながら、この装置は前述したよ
うに吸着する被加工物の大きさに応じて自動的に極間距
離を広げることができるので、磁界を深く浸透させるこ
とができ加工途中の、すなわち平均的大きさの被加工物
であっても十分に保持することができる。すなわち、こ
の装置においても、また極間距離は磁気回路を変更する
ことによってではなく、吸着される異なる大きさの被加
工物の存在によって変化する。

第１図に示す装置においては、極ユニットと中間極部材
は装置の長手方向に配置されている。これに対し、第５
図に示す装置においては、極ユに応じて配置を変えるこ
とができるのは勿論である。また吸着面の形状も長方形
以外の他の形状であっても良いことは勿論である。

さらに、中間極部材はヨークの外壁（第１図）から離間
した状態を保持しつつ、その長さを極ユニットと同じに
することができ、また、ヨークの外壁と接触するように
して、その長さを極ユニットよりも長くすることができ
る。

第６図に示すように中間極部材３１の側面は平行でかつ
平坦であり、この結果、各中間極部材３１の幅は、その
全長に亘って一定にな馴ている。さらに、コイル３０は
図に示すように同軸的に少なくとも２層に巻回されてい
る。ギャップの最小幅は、したがって、中間極部材を取
り巻く電線の直径によって決定される。

第７図は、第６図に示す消磁可能な型式の装置の他の実
施例を示す断面図であり、ギャップの幅を減らす必要が
ある場合に特に適している。第６図の装置においては、
ギャップ幅が、磁気コアを励磁し、あるいは消磁するコ
イル３０の電線の径によって決定されていた。しかしな
がら、第７図に示す実施例によれば、コイルを一層に巻
回することにより、ギャップを減らすことができる。こ
の場合、第７図に符号３１ａによって示すように、中間
極部材３１の下部の幅を細（することにより、コイルを
入れる空間を形成している。したがって、以上の記載か
ら明らかなように本発明は、磁気的に中立な狭いギャッ
プを有することを特徴とし、その幅は、多くの場合、略
４ｍｍ以下である。また、この装置においては上述した
場合と同様に極性の異なる少なくとも２つの極をまたぐ
ことができるような大きな被加工物の存在により、極間
距離が自動的に広くなり、深部まで磁界を浸透させるこ
とができるし、また小さな被加工物の存在により・極間
距離が自動的に狭（なり、磁界の浸透を浅くすることが
できる。この装置は、また、全ての要素が基板に組み付
けられるので機械的な強度は大きくまた極板すなわち、
被加工物を吸着する平面を形成する部分がないので、極
めて容易に構成することができる。しかしながら、明細
書の記載あるいは添付の図面に示された実施例はこの発
明の特徴を示すための単なる一例であって、例えば第８
図に示すような他の磁気回路に適用できることは勿論で
ある。第８図に示す装置は第１図に示す磁束反転型、あ
るいは第５図に示す消磁型の双方の型をなしている。第
８図の装置においては極ユニット３５及び中間極部材３
６の配置状態を単に変えているにすぎない。

Ｎ極となる一対の極及びＳ極となる一対の極を装置の吸
着面上に形成する４つの極ユニット３５とを有している
。各極ユニット３５は第２図に示す極ユニット１３．１
４あるいは第６図に示す極ユニット２５゜２６と同様で
あり、各々は吸着面を形成する主極部材と、コイルが巻
回された少なくとも１つの磁気コアを有している。磁気
コアは、既に述べた実施例に示すように主極部材と基板
との間に介挿され、さらに主極部材とは上下方向に一致
させて配置されている。極ユニット３５の気化方向は基
板とは直交し、また中間極部材３６は、十字状に各極ユ
ニットの間中央に配置されている。極ユニット及び極ユ
ニットの間の中間極部材の配置パターンは所望の広さの
吸着面を形成するために、同様に繰り返して行なうこと
もできる。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、装置に何らの変
更も加えることなく、被加工物の大きさに応じて自動的
に極間ピッチを変化させることができ、したがって被加
工物の大きさに拘らずこれを保持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による磁束反転型の磁気保
持装置を示す平面図、第２図は不作動状態にある同磁気
保持装置を示す第１図の２−２線視断面図、第３図は動
作状態にある同磁気保持装置を示す第１図の２−２線視
断面図、第４図は極ユニット１７と中間極部材２１との
間の長さの短かい被加工物を保持する同磁気保持装置を
示す第１図の２−２線視断面図、第５図は本発明の第２
実施例による完全消磁型の磁気保持装置を示す平面図、
第６図は第５図の６−６線視断面図、第７図は第５図及
び第６図に示す完全消磁型の他の磁気保持装置を示す断
面図、第８図は磁気反転型あるいは完全消磁型の双方の
型をなす他の実施例を示す平面図である。１吐基板　　　　　１１：側壁１２：端　壁　　　　　　　１３，１４：極ユニット１
５：保持面　　　　　　　１６：被加工物１７：主極片
　　　　　　　１８：主磁気コア１９：コイル　　　　
　　　２０．２０ａ　：磁石２１：中間極部材　　　　
　２５．２６：極ユニット２７：主極片　　　　　　　
２８：保持面２９：磁気コア　　　　　　３５：極ユニ
ット３６：中間極部材Ｆｉｇ、ＩＦｉｇ、２？ｉｇ、ｔ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板と周壁とからなる外部強磁性ヨークを有する
磁気保持装置において、少なくとも２つの第１及び第２
の極ユニットと、これら第１及び第２の極ユニットの各
々に設けられ、外面が保持面の一部をなす主極片と、前
記第１及び第２の極ユニットの間に設けられ、前記基板
から前記保持面まで伸びる中間極部材と、少なくとも前
記主極片と前記基板との間に配置された永久磁石と、前
記主極片と前記基板との間に配置された電磁石とを具備
してなり、前記永久磁石は、装置が作動状態にあるとき
に、前記保持面上において前記第１及び第２の極ユニッ
トを異なる極性とし、あるいは第１及び第２の極ユニッ
トの一方及び前記中間極部材を異なる極性とすることを
特徴とする磁気保持装置。
（２）前記中間極部材の下部の幅は上部の幅よりも狭く
され、前記電磁石のコイルを収容する凹部をなしている
ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の磁気保持装置
。
（３）前記極ユニットと前記中間極部材との間には４ｍ
ｍよりも狭いギャップが形成されていることを特徴とす
る請求の範囲第１項記載の磁気保持装置。
（４）基板と、横壁と、少なくとも２つの第１及び第２
の極ユニットと、これら第１及び第２の極ユニットに設
けられ、その一面が被加工物を吸着する保持面の一部を
なす主極片とを有してなる請求の範囲第１項記載の磁気
保持装置において、前記主極片と前記基板の間に配置さ
れると共にコイルが巻回され、これに通電することによ
って極性が反転する反転可能な永久磁石と、各主極片の
少なくとも一対の対向する側面の各々に設けられ、かつ
各主極片において、同一の極性を有する極で同主極片と
接する反転不能な磁石と、隣り合う異なる極性の極ユニ
ットの間に介挿されると共に、前記基板から前記保持面
まで伸び、かつ前記反転不能な磁石とは、その異なる極
性を有する極と接する補助極とを有することを特徴とす
る磁気保持装置。
（５）基板と、横壁と、少なくとも２つの第１及び第２
の極ユニットと、これら第１及び第２の極ユニットに設
けられ、その一面が被加工物を吸着する保持面の一部を
なす主極片とを有して特許請求の範囲第１項記載の磁気
保持装置において、各主極片と前記基板の間に配置され
ると共にコイルが巻回され、これに通電することによっ
て前記極ユニットを交互に異なる極性に励磁する磁石と
、隣り合う極性の異なる極ユニットの間に介挿されると
共に前記基板から前記保持面まで伸びる補助極とを有す
ることを特徴とする磁気保持装置。
（６）基板と横壁とを有して特許請求の範囲第１項記載
の磁気保持装置において、保持面を形成する４つの極ユ
ニットからなり、各極ユニットは正方形の頂点の位置に
おいて、その磁化方向が前記基板と直交するように配置
されている少なくとも１つの極ユニットグループと、各
極ユニットに設けられた主極片と、各極ユニットに設け
られ前記主極片と前記基板の間に介挿されると共に、コ
イルが巻回された少なくとも１つの磁石と、隣り合う極
性の異なる極ユニットの間に介挿されると共に前記基板
から前記保持面まで伸びる補助極とを有することを特徴
とする磁気保持装置。
（７）前記補助極は前記極ユニットの間に十字形に配置
されていることを特徴とする請求の範囲第６項記載の磁
気保持装置。