JP2616013B2 - マグネットチャック - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、マグネットチャックに関するもので、特
に、たとえば多数の電子部品を適当な治具によって保持
した状態で取扱うのに適したマグネットチャックに関す
るものである。

［従来の技術］ 第６図は、この発明にとって興味のある従来のマグネ
ットチャック１を示す原理図である。

マグネットチャック１において、複数個の永久磁石２
が保持板３によって、等間隔に分布するように保持され
ている。他方、永久磁石２を保持した保持板３に対向し
て、着磁板４が配置される。着磁板４には、磁極５とセ
パレータ６とが、交互に形成される。着磁板４において
磁極５が分布される間隔は、保持板３において永久磁石
２が分布される間隔と等しく選ばれている。また、保持
板３は、矢印７で示すように、着磁板４に対して平行移
動可能であり、第６図において左側に示す状態と右側に
示す状態とをとることができる。

説明を容易にするため、マグネットチャック１によっ
てチャックされる対象物として、鉄球８を例にとって説
明する。

第６図の左半分に示した状態において、永久磁石２の
各々は、磁極５と上下方向に整列しており、着磁板４に
は、鉄球８が吸着されている。このようにして、チャッ
ク動作が達成される。

他方、上述の状態から第６図の右半分に示された状態
では、永久磁石２の各々が、セパレータ６と上下方向に
整列している。したがって、着磁板４には、所定以上の
磁力による吸着力が及ぼされず、鉄球８は、着磁板４か
ら離れて落下する。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したような原理を有するマグネットチャック１
は、従来、主として、たとえば研摩機のような機械加工
用に設計されていたもので、その着磁力は強力であっ
た。しかしながら、このようなマグネットチャック１に
は、次のような問題があった。

すなわち、着磁板４による着磁力のオン／オフ切換え
は、矢印７で示すように、保持板３を移動させることに
よって行なわれるが、このような保持板３の移動には、
比較的大きな力を必要としていた。そのため、保持板３
は、倍力機能を有するレバー（図示せず）によって移動
されなければならない。このようなレバーは、通常、マ
グネットチャック１の外形から比較的大きく突出した状
態で設けられなければならない。また、レバーに対する
操作を、遠隔操作によって行なえるようにすることはそ
れほど容易ではない。

なお、電磁石を利用したマグネットチャックは、遠隔
操作に向いているが、電磁石のオフ時に残留磁気が残
り、軽量なものをチャックしたときには、別に剥利する
機構が必要になる。

いずれにしても、従来のマグネットチャックは、その
構造が複雑で、外形が大きく、種々の機械装置に組込む
際、相当のスペースと配慮が必要になる。

それゆえに、この発明の目的は、上述したような問題
を解消し得るマグネットチャックを提供しようとするこ
とである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るマグネットチャックは、上述した技術
的課題を解決するため、チャック面が連続した継ぎ目の
ない平らな面を持ち、複数個の凹状のシリンダが形成さ
れた非磁性金属からなるベースと、シリンダの各々の内
にそれぞれ上下に移動可能に配置され、かつその内部に
永久磁石を有し、ベースの平らな面を介して対象物を永
久磁石の磁力によりチャックするためのピストンと、ベ
ースに形成されたシリンダを塞ぐカバーと、シリンダの
各々の上部に流体を導入するための第１ポートおよびブ
リッジ通路と、シリンダの各々の下部に流体を導入する
ための第２のポートおよび連結通路と、ピストンをシリ
ンダ内で上下方向に移動させるために、第１および第２
のポートにより流体の圧力を制御する手段とを備える。

［作用］ この発明に係るマグネットチャックにおいては、流体
の圧力を制御する手段により、各ポートの制御が行なわ
れ、ピストンがシリンダ内で上下方向に移動する。ピス
トンがシリンダ内において下方へ移動したとき、ピスト
ンに組み込まれた永久磁石が、チャック面が連続した継
ぎ目のない平らな面を持ち、非磁性金属からなるベース
の下面に近接した状態にもたらされる。これによりチャ
ック面に磁力による吸着力が及ぼされる。また流体の圧
力を制御する手段により、ピストンがシリンダ内におい
て上方へ移動されたとき、ピストンに組み込まれた永久
磁石とチャック面との隔たりが相対的に大きくなる。こ
れによりチャック面は所定以上の吸着力が及ぼされない
状態とされる。

［発明の効果］ したがって、この発明によれば、マグネットチャック
の主要部をなすチャック本体を、コンパクトに、また、
自由な形状が設計することができる。また、レバーのよ
うな比較的大きく突出する要素を必要としない。これら
の理由から、この発明に係るマグネットチャックは、種
々の機械装置に組込むことが容易になる。

また、シリンダ内の圧力を制御する手段は、たとえば
流体を導く管を備える構成とすることができるので、こ
のような管を長くするように配管すれば、マグネットチ
ャックのチャック動作のオン／オフ切換えを遠隔操作に
よって行なうことができる。

また、シリンダの底面からチャック面までの距離、ピ
ストンのシリンダ内でのストローク、シリンダの配置状
態または密度、ピストンに使用する永久磁石の種類、等
を変更することにより、チャック面に与えられる着磁力
に関して、多様な性能のマグネットチャックを容易に得
ることができる。したがって、たとえば、チャック面に
与えられる着磁力を変更したり、オフ時における残留磁
気を少なくしたりすることが容易である。

さらにチャック面が連続した継ぎ目のない平らな面を
持つため、対象物をチャックした状態で対象物の平面度
を高めることが可能となる。

［実施例］ 第１図は、この発明に係るマグネットチャック11を示
す原理図である。

下面にチャック面12を与える透磁性の板13の上方に
は、複数個の永久磁石14が配置される。これらの永久磁
石14は、第１図の左半分に示したように、透磁性の板13
に近接した状態と、第１図の右半分に示したように、透
磁性の板13から離隔した状態とをとることができる。こ
のような永久磁石14の動作は、後述する実施例の説明か
ら明らかになるように、シリンダによって案内され、か
つ、このようなシリンダ内の圧力を制御することによっ
て、永久磁石14に対してこのような動作が与えられる。

第１図の左半分に示すように、永久磁石14が透磁性の
板13に近接したとき、永久磁石14による磁力により、鉄
球15がチャック面12に吸着される。他方、第１図の右半
分に示すように、永久磁石14が透磁性の板13から離隔し
たとき、チャック面12に与えられる磁力は所定値より小
さくなり、鉄球15はチャック面12から離れて落下する。

このような原理を用いたこの発明の一実施例につい
て、第２図ないし第５図を参照して説明する。

第２図には、マグネットチャック21が斜視図で示され
ている。マグネットチャック21は、チャック本体22を備
える。チャック本体22は、ベース23およびカバー24を備
える。第２図において、カバー24は、面Ａにおいて断面
で表わされている。チャック本体22の面Ａに沿う断面図
が、第４図および第５図に示されている。

チャック本体22のベース23には、複数行かつ複数列を
なして配列された複数個のシリンダ25が上下方向に延び
るように形成されている。シリンダ25の底面と対向する
チャック本体22の下面に、チャック面26が与えられる。
ベース23は、透磁性の材料からなり、好ましくは、たと
えばSUS304のようなステンレス鋼から構成される。

シリンダ25の各々内には、ピストン27がそれぞれ上下
方向に移動可能に配置される。１個のピストン27が第３
図に単独で示されている。第３図では、ピストン27が、
半断面斜視図をもって示されている。ピストン27は、上
半部に大径部28、および下半部に小径部29を有する、断
面“T"の形状を有している。ピストン27の下方部分に
は、永久磁石30が組込まれていて、ピストン27のそれ以
外の部分は、たとえば樹脂により構成される。

シリンダ25内の圧力を制御することにより、ピストン
27は、シリンダ25内で上下方向に動作される。このよう
な圧力制御手段について、以下に説明する。

第２図、第４図および第５図に示されるように、チャ
ック本体22のカバー24には、第１のポート31および第２
のポート32が設けられている。第１のポート31は、各シ
リンダ25の上方部に流体を導入するためのものである。
他方、第２のポート32は、各シリンダ25の下方部に流体
を導入するためのものである。

第１のポート31は、特定のシリンダ25の上方部と、直
接、連通しており、この特定のシリンダ25の上方部は、
ブリッジ通路33を介して、順次、他のシリンダ25の上方
部と連通する状態とされている。他方、第２のポート32
は、端部通路34を介して、特定のシリンダ25の下方部
と、直接、連通しており、この特定のシリンダ25の下方
部は、連結通路35を介して、他のシリンダ25の下方部
と、順次、連通する状態にされる。このようにして、す
べてのシリンダ25に関して、各上方部および各下方部
は、それぞれ、互いに連通した状態とされる。

なお、すべてのシリンダ25に対する流体の導入および
導出を迅速に達成するため、第１のポート31および第２
のポート32は、１個のチャック本体22に対して、複数対
設けられることが好ましい。

第１のポート31および第２のポート32には、それぞ
れ、導管（図示せず）が連結され、これら導管を介し
て、第１ポート31および第２のポート32のいずれか一方
に、たとえば圧縮空気が導入される。このとき、図示し
ないバルブの切換えにより、圧縮空気が導入されない側
のポートからは空気が排出されるように構成されてい
る。第１のポート31および第２のポート32に接続される
導管の長さは、任意に選ぶことができ、したがって、導
管を介して第１のポート31および第２のポート32に与え
られる空気圧の制御は、遠隔操作によって行なうことが
できる。

第４図および第５図には、当該マグネットチャック21
によってチャックされるべき対象物の一例として、複数
個の電子部品チップ36を保持した治具37が図示されてい
る。治具37は、磁力により吸引可能な材料から構成され
る。治具37には、電子部品チップ36を各１個ずつ受入れ
るためのキャビティ38が設けられている。キャビティ38
を規定する内壁面は、たとえばゴムのような弾性材料39
1によって形成され、それによって、電子部品チップ36
は、この弾性材料39から及ぼされる弾発力によりキャビ
ティ38内で保持される。

電子部品チップ36は、上述のように治具37によって保
持された状態で、種々の工程に付される。このような工
程に付されるとき、治具37は、多数の電子部品チップ36
を所定の位置に保持しているので、このような工程を能
率的に進めることを可能にする。電子部品チップ36が治
具37によって保持されて状態で付される工程としては、
たとえば、電子部品チップ36の特性値を測定する工程、
電子部品チップ36の表面に品名等を印刷する工程、電子
部品チップ36を所定の位置まで供給する工程、などがあ
る。このような工程には、電子部品チップ36を保持した
治具37を搬送する工程を伴うが、このような搬送する工
程等において、マグネットチャック21を有利に用いるこ
とができる。

第４図には、マグネットチャック21のオン状態が示さ
れている。このとき、第１のポート31から圧縮空気が導
入される。これによって、各シリンダ25の上方部に圧縮
空気が導入され、それによって、各ピストン27は、下降
し、シリンダ25の底面に当接する。このとき、各シリン
ダ25の下方部に存在していた空気は、連結通路35、端部
通路34および第２のポート32を介して排出される。ピス
トン27の下降に応じて、ピストン27内の永久磁石30（第
３図）は、チャック面26に近接した状態にもたらされ、
それによって、チャック面26に所定値以上の磁力が及ぼ
される。したがって、電子部品チップ36を保持した治具
37は、チャック面26に吸着される。

第５図には、マグネットチャック21のオフ状態が示さ
れている。この状態では、第２のポート32から、各シリ
ンダ25の下方部に圧縮空気が導入される。これによっ
て、各ピストン27は、上昇し、シリンダ28の上端面に当
接する。このとき、第１ポート31からは、各シリンダ25
の上方部に存在していた空気が排出される。ピストン27
が上昇されたとき、その内部にある永久磁石30（第３
図）は、チャック面26から離隔した状態にもたらされ、
チャック面26には、所定値以上の磁力が及ぼされない状
態となる。したがって、電子部品チップ36を保持した治
具37は、チャック本体22から離れることが可能になる。

このように、第４図に示した状態と第５図に示した状
態とが交互に繰返されることにより、マグネットチャッ
ク21は、治具37を吸着したり離したりすることができ
る。

以上、この発明を図示した実施例に関連して説明した
が、この発明の範囲内において、その他、種々の実施例
が可能である。

たとえば、チャック本体22の外形は、図示のものに限
らず、その他、任意に変更することができる。

また、チャック本体22に形成されるシリンダ25の数お
よび分布密度等についても、任意に変更することができ
る。

また、ピストン27の形状についても、シリンダ25およ
びそれに関連して設けられる流体通路の設計に応じて、
任意に変更することができる。

また、前述した実施例では、ピストン27を作動させる
ための流体として、圧縮空気を用いたが、その他の気体
または液体を用いてもよい。

また、この発明に係るマグネットチャックの用途は、
電子部品チップを保持した治具のチャックに限らず、そ
の他の、種々の用途に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るマグネットチャック11を示す
原理図である。 第２図は、この発明の一実施例のマグネットチャック21
を示す斜視図である。第３図は、ピストン27の半断面斜
視図である。第４図および第５図は、第２図の面Ａに沿
う断面図であり、それぞれ、マグネットチャック21のオ
ン状態およびオフ状態を示す。 第６図は、従来のマグネットチャック１を示す原理図で
ある。 図において、11,21はマグネットチャック、12,26はチャ
ック面、14,30は永久磁石、22はチャック本体、25はシ
リンダ、31,32はポート（圧力制御手段）、33はブリッ
ジ通路、34は端部通路、35は連結通路である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−155194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−168888（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−93494（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−102174（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャック面が連続した継ぎ目のない平らな
   面を持ち、複数個の凹状のシリンダが形成された非磁性
   金属からなるベースと、 前記シリンダの各々の内にそれぞれ上下に移動可能に配
   置され、かつその内部に永久磁石を有し、前記ベースの
   平らな面を介して対象物を永久磁石の磁力によりチャッ
   クするためのピストンと、 前記ベースに形成されたシリンダを塞ぐカバーと、 前記シリンダの各々の上部に流体を導入するための第１
   のポートおよびブリッジ通路と、 前記シリンダの各々の下部に流体を導入するための第２
   のポートおよび連結通路と、 前記ピストンを前記シリンダ内で上下方向に移動させる
   ために、前記第１および第２のポートにより流体の圧力
   を制御する手段と、 を備える、マグネットチャック。