JPS63251140A - 永久磁石式電磁チヤツク - Google Patents

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】 く技術分野） 本発明は、永久磁石材料からなる鉄心を着磁および脱磁
することにより作業面を励磁状態および非励磁状態にお
く、永久磁石式電磁チャックに関する。

（従来技術） 作業面を励磁状態および非励磁状態におくための制御を
電気的に行なう磁気チャックの一つとして、極性可逆永
久磁石と、極性不可逆永久磁石とを用いた反転式磁気チ
ャックがある。この反、転式磁気チャックにおいて、極
性可逆永久磁石は、作業面を励磁状態におくときに極性
不可逆永久磁石の磁化方向と同一方向に磁化され、非励
磁状、態におくときに逆方向に磁化される。このため、
反転式磁気チャックでは、作業面が励磁状態および非励
磁状態のいずれの場合であっても、極性可逆永久磁石が
磁化されるため、作業面に吸清された磁性体を開放すべ
く、作業面を非励磁状態に切り換えても、前記磁性体の
残留暖気を完全には除去−Ｖることかできない。

作業面を励磁状態および非励磁状態におくための制御を
電気的に行なう他の磁気チャックの一つとして、上方に
開口する凹所を備えるハウジンクと、前記凹所に配置さ
れた、軟鉄のような磁性材料からなる鉄心と、該鉄心の
周りに配置さね、該鉄心を着磁および脱磁するための励
磁コイルとを備えた電磁チャックがある。′しかじ、従
来の電磁チャックでは、鉄心が磁性材料からなるにすぎ
ないことから、磁性体を作業面に吸着している間励磁コ
イルに電流を供給しなければならないため、消費電力量
が多く、運転コストが高くなるという問題がある。

このような問題を解決するために、電磁チャックの前記
鉄心として永久磁石材料を用いることが考えられる。し
かし、従来の電磁チャックにおける鉄心として軟鉄に代
えて永久磁石材料を用いるのみでは、永久磁石材料の着
磁、脱磁には通常多大の起磁力を必要とすることと、鉄
心の磁化方向の長さ寸法が不必要に大きくなることとか
ら、永久磁石材料からなる鉄心の着磁時、脱磁時に大き
な起磁力が必要となる。

（発明の目的） 本発明は、鉄心として永久磁石材料を用いても、該鉄心
の着磁時、脱磁時に大きな起磁力な必要としない、永久
磁石式電磁チャックを提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明の永久磁石式電磁チャックは、底板部および該底
板部から立ち上がる枠部を備えるハウジングであって面
記底板部および前記枠部により規定された凹所な有する
ハウジングと、前記凹所に収容された、永久＠石材料か
らなる少なくとも一つの鉄心と、磁性体を吸着する作業
面を励磁状態および非励磁状態におくべく前記鉄心な着
磁および脱磁するための、前記鉄心の周りに配置された
励磁コイルと、前記凹所に前記鉄心と重ねられて配置さ
れた継鉄とを含み、前記励磁コイルの一部は前記継鉄の
少なくとも一部の周りに配置されている。

（発明の効果） 本発明の永久磁石式電磁チャックは、励磁コイルが鉄心
のみならず、継鉄の一部の周りにも巻かれているため、
鉄心の磁化方向の長さ寸法が小さくなり、また、継鉄の
周りのコイルにより発生される磁束が鉄心の着磁、脱磁
に寄与し、それらの結果大きな起磁力を必要とすること
なく、前記永久磁石材料すなわち鉄心の着磁および脱磁
を行なうことができる。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に示す角型の永久磁石式電磁チャック２０は、磁
性材料からなるハウジング２２を含む。ハウジング２２
は、長方形の底板部２４および該底板部から立ち上がる
枠部２６からなる角型の箱の形を呈し、また、上方へ開
口する凹所２８を備える。

凹所２８内には、ハウジング２２の長手方向へ伸びる細
長い板状の鉄心３０が収容されている。

鉄心３０は、その厚さ寸法、幅寸法および長さ寸法がそ
れぞれ凹所２８の深さ寸法、幅寸法および長さ寸法より
小さい板状の永久磁石材料からなり、また、ハウジング
２２の枠部２６から間隔をおかれて配置されている。鉄
心３０の下面は、底板２４の上面に接触されている。

鉄心３０としての永久磁石材料は、フェライト磁石、希
土類金属磁石のように高保磁力の磁石材料であってもよ
いが、着磁、脱磁の容易さがらアルニコのように低保持
力、高残留磁束密度の材料が好ましい。

鉄心３０の上には、一般的な鋼材のような磁性材料から
なる板状の継鉄３２が重ねられている。

継鉄３２は、鉄心３２の幅寸法および長さ寸法よりやや
大きい幅寸法および長さ寸法と、継鉄３２が凹所２８か
ら上方へ突出しない厚さ寸法を有する。継鉄３２は、ハ
ウジング２２の枠部２６から間隔をおかれて配置されて
いる。

鉄心３０および継鉄３２とハウジング２２の枠部２６と
の間には、鉄心３０の着磁および脱磁を行なうように鉄
心３０および継鉄３２の周りに巻かれた励磁コイル３４
が配置されている。励磁コイル３４は、第１図から明ら
かなように、鉄心３０のみならず、継鉄３２の一部を取
り囲むような高さ寸法を有する。励磁コイル３４には、
枠部２６に設けられた切込み３６を介してハウジング２
２の外へ伸びるケーブル３８を介して励磁電流が供給さ
れる。枠部２６の外側には、ケーブル３８を保護するカ
バー４０が取り付けられている。

ハウシング２２の上には、長方形の面板４２が凹所２８
を閉鎖するように配置されている。面板４２は、複数の
ボルト（図示せず）によりハウジング２２に分離可能に
固定されている。面板４２は、該面板の幅方向へ伸びる
長尺の複数の第１の磁極片４４および複数の第２の磁極
片４６を備える。第１および第“２の磁極片４４．４６
は、非磁性材料からなるスペーサ４８を間にして互いに
並列的にかつ交互に配置されている。第１および第２の
磁極片４４．４６の上面は、そわぞれスペーサ４８の上
面とともに作業面５０を規定する。

第１の６１１極片４４の長手方向両端部はハウジング２
２の枠部２６に磁気的に接続され、中央部は非磁性材料
により継鉄３２と磁気的に絶縁されている。これに対し
、第２の磁極片４６の長手方向両端部は非磁性材料によ
りハウジング２２の枠部２６と磁気的に絶縁され、中央
部は継鉄３２に磁気的に接続されている。

なお、第２図（Ａ）に示すように、鉄心３０、継鉄３２
および励磁コイル３４は、継鉄３２の上縁部を励磁コイ
ル３４と面板４２との間に配置させる構造であフてもよ
い。また、第２図（Ｂ）に示すように鉄心を面板４２の
側に配置し、継鉄３２を底板２４の側に配置してもよい
。第２図（Ｂ）に示す電磁チャックは、継鉄３２かハウ
ジング２２と一体であるから、ハウジング２２と同時に
継鉄を製作することができ、従ってチャックの組立か容
易になる。

作業面５０に磁性体を吸着するとき、励磁コイル３４に
は着磁用励磁電流が所定時間供給され、これにより励磁
コイル３４で発生された磁束が鉄心３０に作用すること
により、鉄心３０はたとえばハウジング２２の側がＮ、
、！＋！鉄３２の側がＳとなるように着磁される。この
結果、第１の磁極片４４がＮ極、第２の磁極片４６がＳ
極としてそれぞれ作用するから、作業面５０は励磁状態
になる。

吸着されている磁性体を開放するとき、励磁コイル３４
には電流値が徐々に減衰しかつ極性が交互に反転される
減衰性の脱磁用励磁電流が供給される。こわにより、鉄
心３０が脱磁されるため、１作業面５０は非励磁状態に
なり、吸着されていた磁性体を電磁チャックから取り外
すことができる。

着磁および脱磁のための励磁回路としては、たとえば、
コンデンサの充電電圧を励磁コイルに加える永久磁石式
電磁チャック用の従来の励磁回路を用いることができる
。しかし、従来の励磁回路では、前記コンデンサの一回
の放電時間が短いため、−回の通電だけでは鉄心３０の
完全な着磁および脱磁がなされず、実質的に複数回通電
しなければならない。これを解決するためには、充放電
用の前記コンデンサを用いることなく、着磁用または脱
磁用励磁電流を所定時間たとえば０．２秒以上好ましく
は０．５〜１秒通電すればよい。

このように比較的長い励磁電流用の回路としては、サイ
リスタまたはトランジスタを用いた、たとえば特公昭５
９−２５３１７号公報、特公昭６２−１１４８４号公報
に記載された回路を用いることができる。

脱磁用の励磁電流は、減衰性の電流による８８曲線が第
２象限と第４象限とを交互に経る値であることが望まし
い。このような電流値は、励磁電流の初期値を、鉄心が
一度逆向きに飽和される値、好ましくは着磁されている
鉄心３０にその磁束密度の８０％以上の磁束密度の磁界
を作用させる値とすればよい。

第３図および第４図に示す元型の永久磁石式電磁チャッ
ク６０は、磁性材料からなるハウジング６２を含む。ハ
ウジング６２は、円板状の底板部６４と、該底板部の周
縁部から立ち上がる筒状の枠部６６と、底板部６４の中
央部から立ち上がる筒状部６７とにより規定される、上
方へ開Ｌ１する環状の凹所６８を備える。

凹所６８内には永久磁石材料からなる環状の鉄心７０が
収容されており、鉄心７０の上には磁性材料からなる環
状の継鉄７２が重ねられている。

鉄心７０および継鉄７２は、その厚さ寸法、外径寸法お
よび内径寸法がそれぞれ凹所６８の深さ寸法、枠部６６
の内径寸法および筒状部６７の外径寸法より小さい板状
の永久磁石材料からなり、また、枠部６６および筒状部
６７から間隔をるかれて配置されている。鉄心７０の下
面は、底板６４の上面に接触されている。

鉄心７０の着磁および脱磁を行なう励磁コイル７４は、
鉄心７０および継鉄７２とハウジング６２の枠部６４と
゛の間にあって、鉄心７０および継鉄７２の周りに巻か
れている。励磁コイル７４は、第４図から明らかなよう
に、鉄心７０と継鉄７２の一部とを取り囲むような高さ
寸法を有する。励磁コイル７４へ励磁電流を供給するケ
ーブル７６は、継鉄６６の上部に設けられた溝７８、筒
部６７の上部の設けられた溝８０および筒部６７を経て
ハウジング６２の外へ伸びる。

ハウジング６２の上に配置された面板８２は、凹所６８
を閉鎖するように、円板の形を有する。

面板８２は、該面板の半径方向へ伸びる複数の第１の磁
極片８４および複数の第２の磁極片８６を備える。第１
および第２の磁極片８４．８６は、非磁性材料からなる
スペーサ８８を間にして面板８２の軸線の周りに等角度
間隔にかつ交互に配置されている。第１および第２の！
ｆｉ極片８４，８６の上面は、それぞれスペーサ８８の
上面とともに作業面９０を規定する。

第１の磁極片８４は、ハウジング６２に磁気的に接続さ
れ、また継鉄７２と磁気的に絶縁されている。これ°に
対し、第２の磁極片８６はハウジング６２と磁気的に絶
縁され、また、継鉄７２に磁気的に接続されている。

電磁チャック６０も、作業面９０に磁性体を吸着すると
きは、たとえばハウジング６２の側がＮ、Ｉｌ鉄７２の
側がＳとなるような着磁用励磁電流が励磁コイル７４に
所定時間供給される。こむにより、第１の磁極片８４が
Ｎ極、第２の磁極片８６がＳ極としてそれぞれ作用する
から、作業面９０は・励磁状態になる。

これに対し、吸着されている磁性体を開放するときは、
電流値が徐々に減衰しかつ極性が交互に反転される減衰
性の脱磁用励磁電流が励磁コイル７４に供給される。こ
れにより、鉄心７０が脱磁されるため、作業面９０は非
励磁状態になる。

第５図および第６図に示す元型の永久磁石式電磁チャッ
ク１００は、平面形状が円形の磁性材料からなるハウジ
ング１０２を含む。ハウジング１０２は、円板状の底板
部１０４と、該底板部の周縁部から立ち上がる筒状の枠
部１０６とにより規定される、上方へ開口する凹所１０
８を備える。

凹所１０８内には永久磁石材料からなる環状の鉄心１１
０と、鉄心１１０の上に重ねられた磁性材料からなる環
状の継鉄１１２と、鉄心１１０の着磁および脱磁を行な
う励磁コイル１１４とからなる環状の複数の第１の電磁
石１１６と環状の複数の第２の電磁石１１８と・が同心
的に収容されている。励磁コイル１１４は、第６図から
明らかなように、鉄心１１０と、継鉄１１２の一部とを
取り囲むような高さ寸法を有する。励磁コイル１１４へ
励磁電流を供給するケーブル１２０は、継鉄１１６の上
部に設けられた満１１７と、中央に配置された第１の電
磁石１１６の継鉄１１２および鉄心１１０を軽てハウジ
ング１０２の外へ伸びる。

面板１２２は、凹所１０８を閉鎖するようにハウジング
１０２の上に配置されており、また、円板の形を有する
。面板１２２は、環状の複数の第１および第２の磁極片
１２４，１２６を備える。

第１の磁極片１２４は第１の電磁石１１６の上方にまた
第２の磁極片１２６は第２の電磁石１１８の上方に配置
されている。このため、第１および第２の磁極片１２４
，１２６は、面板１２２の軸線の周りに同心的にかつス
ペーサ１２８と補助磁極片１２９とを間にして交互に配
置されている。

第１および第２のＷｔ極片１２４，１２６並びに補助磁
極片１２９の上面は、それぞれの間に配置された非磁性
材料からなるスペーサ１２８の上面とともに作業面１３
０を規定する。第１の６ＩＩＬ極片１２４は第１の電磁
石１１６の継鉄１１２に磁気的に接続され。第２の磁極
片１２６は第２の電磁石１１８の継鉄１１２に暖気的に
接続されている。補助磁極片１２９は、いずれの電磁石
の継鉄にも磁気的に接続されていない。

作業面１３０に磁性体を吸着するとき、第１の？ｔｔ　
＆’ｌｔ石１１６の励磁コイル１１４には、たとえば底
板１０４の側がＮ、ｌ鉄１１２の側がＳとなるような着
磁用励磁電流が励磁コイル１１４に所定時間供給される
。これに対し、第２の電磁石１１８の励磁コイル１１４
には、底板１０４の側がＳ、ＭＬ鉄１１２の側がＮとな
るような着磁用励磁電流が励磁コイル１１４に所定時間
供給される。これにより、第１の磁極片１２４がＮ極、
第２の磁極片１２６がＳ極としてそれぞれ作用するから
、作業面１３０は励磁状態になる。

吸着されている磁性体を開放するときは、電流値が徐々
に減衰しかつ極ヤが交互に反転される減衰性の脱磁用励
Ｍ１電流が各励磁コイル１１４に供給される。これによ
り、鉄心１１０が脱磁さ打るため、作業面１３０は非励
磁状態になる。

上記のように励磁コイルが鉄心の周りのみならず、継鉄
の一部の周りを取り囲むように配置された永久磁石式電
磁チャックは、鉄心の磁化方向の１（さ寸法を小さくす
ることができ、また、継鉄をＪ収り囲むコイルにより発
生された磁束か鉄心の着磁および脱磁に寄与するから、
これらの分たけ着磁、脱磁のための起磁力を小さくする
ことができる。このように、小ざな起磁力で鉄心を青磁
および脱磁することができる電磁チャックによれば、そ
れだけ消費電力量が少なくなり、電磁チャック用の電源
装置の容量を小さくすることができ、電源装置が小型化
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の角型の永久磁石式電磁チャックの一実
施例を示す斜視図であって電磁石チャックの内部構造を
示すべく一部を切除して示す図、第２図（Ａ）および第
２図（Ｂ）はそれぞれ角型の永久磁石式電磁チャックの
他の実施例を示す断面図、第３図は本発明の丸型の永久
磁石式電磁チャックの一実施例を示す平面図であってハ
ウジングの内部を示すべく面板の一部を切除した図、第
４図は第３図の４−４線に沿って得た断面図、第５図は
本発明の丸型の永久磁石式電磁チャックの他の実施例を
示す平面図であってハウジングの内部を示すべく面板の
一部を切除した図、第６図は第５図の６−６線に沿って
得た断面図である。 ２０．６０，１００：永久磁石式電磁チャック、２２．
６２，１０２：ハウジング、 ２４．６４，１０４：底板部、 ２６．６６．１０６：枠部、 ２８．６８．１０８：凹所、 ３０．７０，１１０：鉄心、 ３２．７２，１１２：継鉄、 ３４．７４．１１４：励磁コイル、 ５０．９０，１３０：作業面。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第２図（Ａ） 第２図ＣＢ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 底板部および該底板部から立ち上がる枠部を備えるハウ
   ジングであって前記底板部および前記枠部により規定さ
   れた凹所を有するハウジングと、前記凹所に収容された
   、永久磁石材料からなる少なくとも一つの鉄心と、磁性
   体を吸着する作業面を励磁状態および非励磁状態におく
   べく前記鉄心を着磁および脱磁するための、前記鉄心の
   周りに配置された励磁コイルと、前記凹所に前記鉄心と
   重ねられて配置された継鉄とを含み、前記励磁コイルの
   一部は前記継鉄の少なくとも一部の周りに配置されてい
   る、永久磁石式電磁チャック。