(57)【要約】【課題】簡単な構造でプランジャ（出没ピン）を固定する。【解決手段】磁性体からなるワーク３を保持するマグネットチャック２の一部を構成しワーク３を保持するマグネットチャックユニット１であって、磁力でワーク３を保持する磁力チャック型のプランジャ（出没ピン）１０と、プランジャ１０の移動方向に交差する方向に移動可能な磁性体ブロック３０と、プランジャ１０を励磁させる励磁機構４０とを備え、プランジャ１０は、励磁機構４０で励磁されることで磁性体ブロック３０に磁着されて、プランジャ１０の軸方向位置が固定されていることを特徴とする。プランジャ１０と所定の間隔をあけて配置され、磁力でワーク３を保持する磁力チャック型の固定ピン５０をさらに備えており、プランジャ１０と固定ピン５０を介して磁力線４４がループ状に形成されているものが好ましい。【選択図】図１
2017202532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力でワークを保持する磁力チャック型出没ピンの固定構造であって、
前記出没ピンと、前記出没ピンの出没方向に交差する方向に移動可能な磁性体ブロックと、前記出没ピンを励磁させる励磁機構とを備え、
前記出没ピンは、前記励磁機構で励磁されることで前記磁性体ブロックに磁着されて、前記出没ピンの出没位置が固定されている
ことを特徴とする磁力チャック型出没ピンの固定構造。
【請求項２】
前記出没ピンは、マグネットチャックに用いられるプランジャである
ことを特徴とする請求項１に記載の磁力チャック型出没ピンの固定構造。
【請求項３】
磁性体からなるワークを保持するマグネットチャックの一部を構成し前記ワークを保持するマグネットチャックユニットであって、
磁力で前記ワークを保持する磁力チャック型のプランジャと、前記プランジャの移動方向に交差する方向に移動可能な磁性体ブロックと、前記プランジャを励磁させる励磁機構とを備え、
前記プランジャは、前記励磁機構で励磁されることで前記磁性体ブロックに磁着されて、前記プランジャの軸方向位置が固定されている
ことを特徴とするマグネットチャックユニット。
【請求項４】
前記プランジャと所定の間隔をあけて配置され、磁力で前記ワークを保持する磁力チャック型の固定ピンをさらに備えており、
前記プランジャと前記固定ピンを介して磁力線がループ状に形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のマグネットチャックユニット。
【請求項５】
前記磁性体ブロックは、複数個設けられており、前記プランジャを囲んで放射状に配置されている
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のマグネットチャックユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力チャック型出没ピンの固定構造およびマグネットチャックユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄く変形し易い磁性体からなるワークを保持する装置として、ワークを磁力で保持または吸着するマグネットチャックが知られている（たとえば特許文献１参照）。このワーク保持装置は、ワークの形状に沿って出没するピンを備えている。出没ピンは鋼製のピンであって、磁力を発生させることでワークを保持している。また、出没ピンはバネによってワーク側に付勢されており、ワークを設置したときにワークに押されて装置本体内に押し込まれる。出没ピンは、ピン周りに形成された流体室に油等の流体を供給することによって、押し込まれた位置（ワークの保持位置）に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−７０８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のワーク保持装置では、出没ピンを所定位置に固定するのに油圧を用いているため、流体室や流体通路を形成する必要がある上に、流体供給手段も必要となる。したがって、構造が複雑になり、装置の巨大化および重量化を招いてしまう問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は前記の問題を解決するために案出されたものであって、簡単な構造で出没ピンを固定することができる磁力チャック型出没ピンの固定構造およびマグネットチャックユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、磁力でワークを保持する磁力チャック型出没ピンの固定構造であって、前記出没ピンと、前記出没ピンの出没方向に交差する方向に移動可能な磁性体ブロックと、前記出没ピンを励磁させる励磁機構とを備え、前記出没ピンは、前記励磁機構で励磁されることで前記磁性体ブロックに磁着されて、前記出没ピンの出没位置が固定されていることを特徴とする磁力チャック型出没ピンの固定構造である。
【０００７】
このような構成によれば、出没ピンを励磁させると、磁性体ブロックが出没ピンに引き付けられて磁着されるので、出没ピンの出没位置が固定される。つまり、励磁機構のみで、ワークの保持と出没ピンの固定を行うことができるので、従来のように油圧等の他の機構を設けなくてよい。したがって、簡単な構造とで出没ピンを所定の出没位置に固定することができる。
【０００８】
本発明に係る磁力チャック型出没ピンの固定構造においては、前記出没ピンは、マグネットチャックに用いられるプランジャであるものが好ましい。このような構成によれば、マグネットチャックを簡単な構成で形成することができる。
【０００９】
前記課題を解決するための請求項３に係る発明は、磁性体からなるワークを保持するマグネットチャックの一部を構成し前記ワークを保持するマグネットチャックユニットであって、磁力で前記ワークを保持する磁力チャック型のプランジャと、前記プランジャの移動方向に交差する方向に移動可能な磁性体ブロックと、前記プランジャを励磁させる励磁機構とを備え、前記プランジャは、前記励磁機構で励磁されることで前記磁性体ブロックに磁着されて、前記プランジャの軸方向位置が固定されていることを特徴とするマグネットチャックユニットである。
【００１０】
このような構成によれば、プランジャ（出没ピン）を励磁させると、磁性体ブロックがプランジャに引き付けられて磁着されるので、プランジャの軸方向位置（出没位置）が固定される。つまり、励磁機構のみで、ワークの保持とプランジャの固定を行うことができるので、従来のように油圧等の他の機構を設けなくてよい。したがって、簡単な構造とでプランジャを固定することができる。さらに、このマグネットチャックユニットを複数設けてマグネットチャックを形成すれば、マグネットチャックを簡単な構成とすることができるとともに、容易に製造することができる。
【００１１】
また、本発明に係るマグネットチャックユニットにおいては、前記プランジャと所定の間隔をあけて配置され、磁力で前記ワークを保持する磁力チャック型の固定ピンをさらに備えており、前記プランジャと前記固定ピンを介して磁力線がループ状に形成されているものが好ましい。このような構成によれば、ワークを固定する磁力を強くすることができる。
【００１２】
さらに、本発明に係るマグネットチャックユニットにおいては、前記磁性体ブロックは、複数個設けられており、前記プランジャを囲んで放射状に配置されているものが好ましい。このような構成によれば、プランジャを固定する磁力を強くすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る磁力チャック型出没ピンの固定構造およびマグネットチャックユニットによれば、簡単な構造で出没ピンまたはプランジャを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る磁力チャック型出没ピンの固定構造およびこれを利用して形成したマグネットチャックユニットを示した断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るマグネットチャックユニットを示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るマグネットチャックユニットのプランジャと磁性体ブロックを示した図１のＡ−Ａ線断面図であって、（ａ）は磁性体ブロックがプランジャに磁着した状態を示した図、（ｂ）は磁性体ブロックがプランジャから離れた状態を示した図ある。
【図４】本発明の実施形態に係るマグネットチャックユニットを用いて形成したマグネットチャックを示した平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る磁力チャック型出没ピンの固定構造およびマグネットチャックユニットについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、マグネットチャックユニットの構成を説明しつつ磁力チャック型出没ピンの固定構造の構成を説明する。
【００１６】
図１に示すように、マグネットチャックユニット１は、マグネットチャック２（図４参照）の一部を構成するユニットであって、磁性体からなるワーク３（図５参照）を保持する。マグネットチャックユニット１は、プランジャ１０と磁性体ブロック３０とハウジング３３と励磁機構４０と固定ピン５０とユニットベース部６０を備えている。磁力チャック型出没ピンの固定構造は、マグネットチャックユニット１のうち、固定ピン５０とユニットベース部６０を除いた、プランジャ（出没ピン）１０と磁性体ブロック３０と励磁機構４０を含む部分をいう。
【００１７】
プランジャ１０は、磁力でワーク３を保持する磁力チャック型の出没ピンである。プランジャ１０は、円柱状の磁性体にて構成されている。プランジャ１０の下端部には、下方に向かって開口するバネ挿入穴１１が形成されている。バネ挿入穴１１には、プランジャ１０をワーク３側（上方）に向けて付勢するためのバネ１２が挿入されている。バネ１２の長さは、バネ挿入穴１１の長さより長い。プランジャ１０の下端部には、外側に広がる鍔部１３が形成されている。プランジャ１０の上端部は、球面状に形成されており、ワーク３の保持面１４となっている。プランジャ１０は、プランジャ支持部２０に出没可能に支持されている。
【００１８】
プランジャ支持部２０は、プランジャ収容穴２１を備えた基部２２と、支持リング２３とを備えている。基部２２は磁性体にて構成されており、プランジャ支持部２０のベースとなる。プランジャ収容穴２１は、基部２２の上面で上方に向かって開口している。プランジャ収容穴２１には、プランジャ１０の下端部が収容される。プランジャ収容穴２１の底部には、凹部２４が形成されている。凹部２４には、バネ１２の下端部が収容されている。基部２２の下面には、円柱状の突出部２８が形成されている。突出部２８には下方に開口するボルト穴２９ａが形成されている。突出部２８の外周面には、周方向に沿って凹溝２９ｂが形成されている。突出部２８は、プランジャ１０の軸芯と偏心した位置に形成されている。
【００１９】
支持リング２３は、樹脂などの非磁性体にて形成されており、プランジャ収容穴２１の上部開口の段部２５に設けられている。支持リング２３の内周面には、凹溝２６が形成されている。凹溝２６には、リング状の樹脂材２７が設けられており、樹脂材２７の内側を、プランジャ１０の胴部が摺動可能となっている。プランジャ１０が上方に突出した際に、プランジャ１０の鍔部１３が支持リング２３の下面に当接するようになっている。鍔部１３は、プランジャ１０の抜出し防止用のストッパとなる。
【００２０】
図３に示すように、磁性体ブロック３０は、プランジャ１０の移動方向（出没方向）に交差する方向（本実施形態では、直交する方向）に移動可能な部位である。磁性体ブロック３０は、複数（本実施形態では４つ）設けられており、プランジャ１０の径方向に沿って９０°ピッチの放射状に配置されている。磁性体ブロック３０は、支持リング２３の上面に載置されている。磁性体ブロック３０は、磁性体ブロック３０のプランジャ１０側端面は、プランジャ１０の外周面に沿った曲面状に形成されており、プランジャ１０の外周面と面接触するようになっている。磁性体ブロック３０のプランジャ１０側端部には、凹溝３１が周方向に沿って形成されている。
【００２１】
プランジャ１０の周囲には、ガイドリング３２が設けられている。ガイドリング３２は、磁性体ブロック３０の移動をガイドするための部位であって、磁性体ブロック３０の凹溝３１に相対移動可能に挿入されている。磁性体ブロック３０は、ガイドリング３２の表面を摺動可能となっており、ガイドリング３２の径方向に沿って移動するようになっている。ガイドリング３２の内側には、プランジャ１０が移動可能に挿通されている。ガイドリング３２は、リングスプリング構造となっており、磁性体ブロック３０を外側に付勢する。
【００２２】
プランジャ１０が励磁されたときは、磁性体ブロック３０は、ガイドリング３２の外向きの付勢力に抗して、プランジャ１０に引き寄せられて磁着することで、プランジャ１０を所定の出没位置で固定する（図３の（ａ）参照）。プランジャ１０に磁力が発生していないときは、磁性体ブロック３０は、プランジャ１０に磁着されず、プランジャ１０は出没方向に移動可能となっている。このとき、磁性体ブロック３０は、ガイドリング３２によって外側に付勢されることで、外側に移動する。これによって、磁性体ブロック３０とプランジャ１０との間に若干の隙間が発生する（図３の（ｂ）参照）。
【００２３】
図１に示すように、磁性体ブロック３０は、真鍮製のハウジング３３にて覆われている。ハウジング３３は、プランジャ収容穴２１の周囲の壁部と支持リング２３と磁性体ブロック３０を収容する収容部３４を有している。ハウジング３３の上端部には、プランジャ１０が挿通する挿通孔３５が形成されている。磁性体ブロック３０は、ハウジング３３によって上面が押えられている。これによって、磁性体ブロック３０は、下面が支持リング２３に当接しているとともに、上面がハウジング３３に当接しているので、上下方向への移動が規制されている。
【００２４】
固定ピン５０は、磁力でワーク３を保持する磁力チャック型のピンである。固定ピン５０は、円柱状の磁性体にて構成されている。固定ピン５０は、円柱状の磁性体からなる支持体５１の上端部に取り付けられている。固定ピン５０は、支持体５１の軸芯から偏心した位置に取り付けられている。支持体５１の低部には、円柱状の突出部５２が形成されている。突出部５２には下方に開口するボルト穴５３が形成されている。突出部５２の外周面には、周方向に沿って凹溝５４が形成されている。
【００２５】
図１に示すように、励磁機構４０は、プランジャ１０と固定ピン５０とに接続された電気回路４１と、前記電気回路４１に設置されたコイル４２と、コイルに電流を流す電源回路４３とを備えている。コイル４２に電流を流すことで、電気回路４１、プランジャ１０および固定ピン５０を通るループ状の磁力線４４が形成される。なお、励磁装置の変形例としては、プランジャ１０と固定ピン５０の胴部に直接コイルを巻き付けるように設置して、そのコイルに電流を流す構造としてもよい。
【００２６】
ユニットベース部６０は、マグネットチャックユニット１の基板となる部分である。ユニットベース部６０には、プランジャ支持部２０を固定するための第一固定孔６１と、固定ピン５０を固定するための第二固定孔６２が形成されている。第一固定孔６１には、プランジャ支持部２０の突出部２８が挿入されている。ここで、突出部２８は、プランジャ１０の軸芯と偏心した位置に形成されているので、プランジャ支持部２０を、突出部２８を中心に回転させると、図２の（ａ）にて二点鎖線にて示すように、プランジャ１０の位置を変更することができる。ユニットベース部６０の側面には、第一固定孔６１の内周面まで貫通する第一ボルト孔６３が形成されている。第一ボルト孔６３に挿通されたボルト６４の先端部が、突出部２８の凹溝２９ｂの底面を押圧することで、突出部２８が第一固定孔６１に固定される。
【００２７】
第二固定孔６２には、固定ピン５０の支持体５１の突出部５２が挿入されている。ここで、固定ピン５０は、支持体５１の軸芯から偏心した位置に取り付けられているので、支持体５１を、突出部５２を中心に回転させると、図２の（ａ）にて二点鎖線にて示すように、固定ピン５０の位置を変更することができる。ユニットベース部６０の側面には、第二固定孔６２の内周面まで貫通する第二ボルト孔６５が形成されている。第二ボルト孔６５に挿通されたボルト６４の先端部が、突出部５２の凹溝５４の底面を押圧することで、突出部５２が第二固定孔６２に固定される。ユニットベース部６０には、マグネットチャックユニット１を後記するベースプレート４に固定するためのボルト貫通孔６６が形成されている。ボルト貫通孔６６は、プランジャ１０を囲うように４箇所に形成されている。
【００２８】
図４に示すように、前記構成のマグネットチャックユニット１を用いてマグネットチャック２を形成することができる。マグネットチャック２は、円板状のベースプレート４上に、３つのマグネットチャックユニット１を取り付けて形成されている。３つのマグネットチャックユニット１は、１２０°ピッチで、放射状に配置されている。各マグネットチャックユニット１は、プランジャ１０がベースプレート４の中心側に位置し、固定ピン５０が外周側に位置するように配置されている。プランジャ１０と固定ピン５０は、ベースプレート４の径方向に沿って配列されている。
【００２９】
このように配置すると、図５に示すように、ワーク３の中心側に高さが低いプランジャ１０が配置され、ワーク３の外周側に高さが高い固定ピン５０が配置される。このマグネットチャック２にワーク３を設置すると、プランジャ１０がワーク３に押し込まれて、プランジャ支持部２０に没入する。このとき、固定ピン５０とプランジャ１０は、ワーク３の下面３ａに沿って配列される。
【００３０】
この状態で、励磁機構４０を作動させる。すると、電気回路４１、プランジャ１０、ワーク３および固定ピン５０を通るループ状の磁力線４４が形成される。これによって、プランジャ１０の周囲の磁性体ブロック３０が、プランジャ１０に引き寄せられて磁着され、プランジャ１０が好適な出没位置で固定される。また、これと同時に、ワーク３が、強力な磁力によってプランジャ１０および固定ピン５０に磁着される。
【００３１】
以上のように、本実施形態に係る磁力チャック型出没ピンの固定構造およびマグネットチャックユニット１によれば、プランジャ１０を励磁させるだけで、ワーク３の保持とプランジャ１０の固定を行うことができるので、従来のように油圧等の他の機構を設けなくてよい。したがって、簡単な構造とでプランジャ１０を所定の出没位置に固定することができる。これによって、マグネットチャックユニット１およびマグネットチャック２の軽量化と小型化を達成することができる。また、ユニット化されたマグネットチャックユニット１を用いれば、これをベースプレート４に固定するだけで、マグネットチャック２を形成できるので、マグネットチャック２の製造が容易になる。
【００３２】
また、本実施形態に係るマグネットチャックユニット１は、プランジャ１０の他に固定ピン５０をさらに備えているので、プランジャ１０と固定ピン５０を介して磁力線４４がループ状に形成される。これによって、ワーク３を固定する磁力を強くすることができる。さらに、ワーク３を支持する箇所が増えるので、ワーク３を安定した状態で保持することができる。特に、プランジャ１０と固定ピン５０でワーク３を保持した際には、磁性体を介して磁力線４４のループが形成されるので、磁力がより一層強くなる。
【００３３】
さらに、磁性体ブロック３０は、図３に示すように、偶数個（本実施形態では４つ）設けられて、プランジャ１０を囲って放射状に配置されているので、隣り合う磁性体ブロック３０の近傍部分同士の磁極がＮ極とＳ極となる（図３の（ａ）参照）。したがって、磁性体ブロック３０同士が反発せずに引き付け合うことになるので、プランジャ１０の固定強度が高められる。なお、磁性体ブロック３０の個数は４つに限定されるものではなく、２つであってもよいし、さらに多数の偶数であっても良い。また、磁性体ブロック３０が奇数であっても固定することはできる。さらに、磁性体ブロック３０が単数であっても、プランジャ１０に磁着するので、固定することは可能であるが、複数である方が、プランジャ１０を挟み込むことができるので、固定強度が高くなり好ましい。
【００３４】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。たとえば、前記実施形態のマグネットチャックユニット１は、一つのプランジャ１０と一つの固定ピン５０とを備えて構成されているが、両方を出没可能なプランジャとしてもよい。この場合もプランジャを励磁するだけで、各プランジャを所定の出没位置に固定することができる。さらに、複雑な形状のワークに対応することができる。さらなる他の形態として、固定ピンを備えず、一つのプランジャのみを備えた構成のマグネットチャックユニットとしてもよい。
【００３５】
また、前記実施形態のマグネットチャック２は、３つのマグネットチャックユニット１，１，１を備えているが、これに限定されるものではない。ワークの大きさや形状に応じて、さらに多数のマグネットチャックユニットを設けてたマグネットチャックとしてもよい。
【００３６】
さらに、前記実施形態では、磁性体ブロック３０は、プランジャ１０の軸方向（出没方向）に直交する方向に移動可能になっているが、この角度に限定されるものではない。磁性体ブロック３０の移動方向が、プランジャ１０の軸方向に対して直角以外の角度、つまり、水平方向に対して傾斜していてもよい。たとえば、プランジャ１０側が低くなるように磁性体ブロック３０の移動角度が傾斜していれば、磁性体ブロック３０の重力が、プランジャ１０を押す方向に作用するので、固定強度を大きくできる。一方、プランジャ１０側が高くなるように磁性体ブロック３０の移動角度が傾斜していれば、プランジャ１０の励磁が解除されたときに、磁性体ブロック３０が自重でプランジャ１０から離れる方向にずれるので、ワーク３の設置時のプランジャ１０の移動が円滑に行われる。
【符号の説明】
【００３７】
１      マグネットチャックユニット
２      マグネットチャック
３      ワーク
１０    プランジャ
３０    磁性体ブロック
４０    励磁機構
４４    磁力線
５０    固定ピン
【図１】
2017202532.tif 000003
【図２】
2017202532.tif 000004
【図３】
2017202532.tif 000005
【図４】
2017202532.tif 000006
【図５】
2017202532.tif 000007