JPH01109037A - ワークピースの固定装置 - 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】 皮」た１ 本発明は、ワーク−ピースに対する部品組み立てやその
他の作業を行うときに、該ワーク−ピースを所定の位置
に精確に保持するための固定装置に関する。

技１１１１量− 本発明は、永久磁石と電磁石とを有し、通常は永久磁石
がワーク−ピースを保持するとともに、電磁石が付勢さ
れると永久磁石が一時的にワーク−ピースを離すように
なるワーク−ピース固定装置に関するものであり、その
ような形式の装置は、米国特許第３．３８９，３５７号
、第３．９７８．４４１号及び４　、Ｏ７５，５８９号
等に開示されている。これらの従来技術に係る装置にお
いては、ワーク−ピースをより迅速にかつ簡単に固定出
来るとともに、それを精確に保持することが出来るよう
にすることが望まれている。

光用−〇旦週− 本発明は、そのような要望を満たす新規なワーク−ピー
ス固定装置を提供することを目的としている。

褒朋！料１友 すなわち、本発明に係る固定装置は、ワークピースを精
確な位置に固定するための固定装置であって、ベースと
、該ベース内に収納され磁界を発生する永久磁石と、ベ
ース内に収納され付勢されると上記永久磁石の磁界の強
度を減少させるような磁界を発生する電磁石と、小さい
磁気抵抗を有している材料から作られている固定プレー
トであって、磁気電磁石が除勢された状態において上記
永久磁石の磁界によってベースに固定される固定プレー
トと、該プレート上の精確な位置に固定されているワー
クピース固定手段（以下に述べる実施例におけるＶ形ブ
ロック）と、上記プレートを上記ベース上の精確な角度
位置に保持するとともに、電磁石が付勢されたときに上
記プレートがベースから離れるのを許容できるように迅
速に取り外し可能な機械的手段（同実施例における合わ
せビン）とを有することを基本的特徴°とする。

また、本発明に係る装置では、上記プレートがねじ穴を
有しており、該穴にねじ係合されるねじを有しており、
該ねじがねじ穴にねじ係合されたときにベースに係合し
て上記プレートをベースがら離ずように作用するように
したことをも特徴としている。

ｎの−　び 本発明に係る固定装置は、上記のごとき構成を有するも
のであり、従って通常は永久磁石の作用によって固定プ
レート、従ってその上に固定されているワークピースを
ベース上の所定の位置に精確に固定出来るとともに、電
磁石を作用させれば上記永久磁石の作用を減少でき、従
って、固定プレート並びにワークピースを容易かつ迅速
に取り外すことが出来る。

また、上記した別の特徴を有する装置においては、停電
などで電磁石を作動できない場合にも、ねじによりプレ
ート従ってそれに固定されているワークピースを容易に
外すことが出来る。

Ｋ１昨 以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づき詳細に
説明する。

本発明に係る固定装置１０は、上下の■ブロック１１．
１２としての固定手段を有している。（例えば、円形、
角形バー材などの）ワーク−ピースは、下部Ｖブロック
の溝の長さ方向で精確に位置決めされた位置に設定され
、上部■ブロックを下部Ｖブロックの上に設定して、該
ブロックの孔１３にねじなどを通して締め付けることに
より、それらブロックの間に固定される。固定手段はＶ
ブロックに限定されるものではなく、ワーク−ピースを
固定するのに適したものであればどのような形式のもの
でもよい。

固定装置ＩＱは、ベース１５を有しており、該ベースは
アルミニウムなどの高い磁気抵抗を有する材料で作られ
る。ベース１５は、その下にある支持体の上に精確に設
定されて、クランプされる。

図示の実施例においては、支持体は工作機械のテーブル
として示されており、該テーブルは断面が逆Ｔ形の上方
に開口したスロット１７を有している。ベース１５をテ
ーブル１６に固定するためには、２つの対角線上に位置
決めされるねじ１８によって行われ、該ねじはテーブル
の上面にあけられたカウンタボア２０に受け入れられる
ようにさ゛れたヘッド１９（第４図）と、スロット１７
の適当な１つに設定された逆Ｔ形ナツト２２にねじ込ま
れるシャンク２１とを有している。

ベース１５は磁気チャックとして形成されている。第２
図に示すように、比較的幅が広く、環状で上方に開口し
た円形溝２５が、ベースの周縁近くに設けられている。

溝は磁気構造体のためのハウジングを形成しており、該
講は、図示の実施例においては、一対の内側及び外側同
心状極片すなわちリング２６．２７（第２図）、永久磁
石２８及びｔ［磁石３０を有している。リング２６．２
７の上端は、極面３１．３２（第２図及び第３図）を有
しており、それらはベースの上面と同一平面内にある。

電磁石３０は、断面Ｕ形とされた誘電材料で作られた環
状容器３４内に設定されたコイル３３を有している。容
器はリング２６．２７の間に設定されており、該容器の
上面はエポキシのリング３５によってカバーされている
。エポキシのリング３６．３７が講２５内で内側極リン
グ２６の内側並びに外側極リング２７の外側に設定され
ている。エポキシが極リング２６．２７と容器３４とを
接着している。

永久磁石２８はベース１５の、溝２５内で周方向で間隔
をあけられた一連（ＩＮえば、１２個）の永久磁石部分
若しくはウェファ４０を有している。

各ウェファはセラミック若しくはアルニコ磁性材料とさ
れる。各ウェファはコイル３３の下にある上部スチール
リング４１と、溝２５の底部上にある下部スチールリン
グ４２によって挟まれている。

周方向で離されたねじ４３が上部リング４１、ウェファ
４０、下部リング４２を通されて、それらを一体的に保
持している。

磁性ウェファ４０によって作られる磁束は当該ウェファ
の上面から、上部リング４１の上面、外ｆｌＩｌｆ！リ
ング２７、及び極面３２を通る磁気路４５を通る。該磁
束は極面３１から、内側極リング２６、下部リング４２
と通ってウェファの下面に戻る。

電磁石のコイル３３は、該電磁石３０が付勢されたとき
に、それによって発生する磁束が、磁気路４５内を磁性
ウェファ゛４０の磁束とは反対方向に指向するように巻
かれている。従って、極面３１．３２間にある磁界は電
磁石が付勢されていないときは強く、付勢されたときは
大幅に減少される。

ベース１５は固定手段１１．１２並びにそれに固定され
たワークピースを支持する同−若しくは実質的に同一の
複数の固定プレート５０のための共通の固定ベースとさ
れる。各ル−ト５０はベース１５上の精確に位置決めさ
れた位置に迅速に固定でき、迅速に取り外せるようにし
た点を特徴としている。

プレート５０はベース１５と同じ矩形状とされており、
磁気抵抗が低い、すなわち、磁束を通すことが出来る材
料で作られている。下部Ｖ形ブロック１２はプレート上
に永久的に精確な位置にしっかりと固定されている。

プレート５０をベース１５上で精確に縁が位置決めされ
るようにする機械的手段が用意されている。すなわち、
図示の実施例においては、その手段として２つの合わせ
ピン５１があり、各ピンはその下端に下方に面するテー
パ５２が設けられており、その上端に円環部材５３が設
けられている。

プレート５０がベース１５に固定されるときは、ピン１
５が第１図及び第３図に示すように、プレー１−の対角
線状に配置されている角部分に位置決めされている。

孔５５がベース１５及びプレート５０の対角線上に形成
されている。ブッシング５７．５８がそれぞれ孔５５．
５６内に圧力ばめされており、ピン５１が精確にきっち
りとはめられるようにされている。

以上に説明した装置において、ワークピースはテーブル
上のベースから離された位置においてプレート付きＶブ
ロック１１．１２に挟まれ、それからプレート５０をベ
ース１５上に固定する。ベースはねじ１８及びナツト２
２によってテーブル上の精確な位置に固定されている。

プレート５０がベース１５上に初めに位置決めされると
きは、電磁石３０が付勢され、永久磁石によって発生さ
れている磁界を実質的に零にする。

そして、プレート５０がベース１５上に降ろされ、プレ
ート内のブッシング５８がベース１５内のブッシング５
７と垂直方向で整合するようにシフトされる。そして合
わせピン５１がブッシング内に挿入されてプレート５０
がベース上でいづれの方向にも動かないようにする。そ
こで電磁石が除勢され、永久磁石２８がプレートを下方
に引っ張りベースに対して固定する。磁束が極面３１．
３２の間を通るので、スチールプレート内を通ることに
なる。

ワークピースに対して作業がなされている間、電磁石３
０が除勢される１作業が完了した時点で、電磁石が付勢
されて永久磁石による磁界を弱め、プレート、固定手段
としての■ブロック並びにワークピースを持ち上げる。

そのようにする前に、合わせピン５１がブッシング５７
．５８から外されるが、そのとき円環部材５３が役に立
つ。

それから他のプレート５０をベース１５上に位置決めし
、上述のごとき作業を繰り返す、この他のプレートのブ
ッシングは前のプレートのブッシング５８と同じ位置に
正確に位置決めされるので、どのプレートでもベースに
対して同じ位置とされる。従って、どのワークピース並
びにそれに関連した工具でも、テーブル１６に対して正
確な位置に迅速に固定され、従って、ワークピースを設
定するために当該装置を停止する時間を著しく短縮する
ことが出来る。

ある場合には、プレート５０、ブッシング５１．５２並
びにそれらに支持されているワークピースは非常に重く
、手で上げ下げするのが困難な場合がある。従って、４
つのスタッドすなわちアイボルト６０（第１図、第３図
及び第６図）を、プレートに形成されたねじ六６１に係
合するようになっている。アイボルト６０は、プレート
を昇降するために吊り鎖等に係合されるようになってい
る。

停電などにより電磁石が作動せず、永久磁石の電界を減
少出来ない場合に、プレートをベースから取り外す為の
手段が設けられる１図示の実施例においては、アイボル
ト６０がねじ穴６１から外された後に、取り付けられる
４本のねじ６５が用いられる。ねじ６５が係合されると
、その下端が第７図に示すように、ベース１５の上面と
係合し、プレートをベースから上方に持ち上げて分離す
る。

永久磁石と電磁石とを用いる代わりに、連続的に付勢さ
れる電磁石によってプレート５０をベース１５に固定す
ることが出来る。しかし上述したごとき２つの磁石を用
いるものが有利である。第１に電磁石が作動しないとき
でもプレートをベースに固定出来る。

第２に、固定装置が電線などの束縛を受けず、従って、
該装！を自由に動かすことが出来る。第３図に示すよう
に、ベース１５は電気端子６８を備えており、該端子は
コイル３３の電線に接続されている６図示の例において
は、端子はソケット形式とされており、プラグ形式の端
子７０（第１図）のピンを受け入れる一対の孔を有して
おり、核化は電線７１によってポータプルＤ、Ｃ，電源
７２に接続されている。電磁石が短時間ではあるが付勢
されるときは、プラグ７０がソケット６８に接続されて
、電磁石が電源によって付勢される。

固定装置が作業ステーションから作業ステーションに移
動されるときは、各ステーションにおいて電源を自動的
に端子６８に対して接続する手段が設けられる。

端子６８はベース１５の一側に形成された凹所７５（第
３図）内に位置決めされ、部分的に保護される。更にこ
の端子を保護するために、カップ状のカバー７６が端子
上に摺動可能で取り外し可能に取り付けられる。該カバ
ーはチェーン７７によってベース１５に連結されている
。

以上の説明から分かるように、本発明に係る装置におい
ては、工具プレートをベースに対して磁気によって固定
出来るとともに、合わせピン５１を用いて、精確に迅速
に取り付けることができる。

従って、ワークピースを作業が行われるステーションに
正確に設定するための時間が著しく減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るワーク−ピース固定装置の分解
斜視図、 第２図は、第１図の２−２線断面図、 第３図は、同装置の一部切り欠き平面図、第４図、第５
図及び第６図は、第３図の４−４線、５−５線及び６−
６線に沿って見た断面図、第７図は、第６図に類似して
いるが、ねじを用いることによりプレートをベースから
分離している状態を示している断面図である。 １０−ｍ−固定装置、 １１．１２−ｍ−固定手段、 １５−ｍ−ベース、 ２６．２７一−−磁極部材、 ２８−ｍ−永久磁石、 ３０−ｍ−電磁石、 ５０−ｍ−固定プレート、 ５１−ｍ−機械的手段（合わせピン）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークピースを精確な位置に固定するための固定装
   置であって、ベースと、該ベース内に収納され磁界を発
   生する永久磁石と、ベース内に収納され付勢されると上
   記永久磁石の磁界の強度を減少させるような磁界を発生
   する電磁石と、小さい磁気抵抗を有している材料から作
   られている固定プレートであって、磁気電磁石が除勢さ
   れた状態において上記永久磁石の磁界によつてベースに
   固定される固定プレートと、該プレート上の精確な位置
   に固定されているワークピース固定手段と、上記プレー
   トを上記ベース上の精確な角度位置に保持するとともに
   、電磁石が付勢されたときに上記プレートがベースから
   離れるのを許容できるように迅速に取り外し可能な機械
   的手段とを有する固定装置。 ２、上記機械的手段が複数の合わせピンを有しており、
   上記ベース及びプレートが相互に整合され、上記合わせ
   ピンをきつい状態で受け入れて当該プレートをベース上
   の所定の角度位置に設定するための複数の孔を有してい
   る特許請求の範囲第１項に記載の固定装置。 ３、上記ピンが上記孔から外されるのを容易にするため
   に該ピンの上端に円環部材を有している特許請求の範囲
   第２項に記載の固定装置。 ４、相互に１８０度離された２つの合わせピンを有して
   いる特許請求の範囲第２項に記載の固定装置。 ５、上記ベースに取り付けられ上記電磁石に接続されて
   いる端子を有しており、該端子が電磁石を付勢するため
   の電源に取り外し可能に接続するための接続手段を有し
   ている特許請求の範囲第１項に記載の固定装置。 ６、上記端子を選択的に被覆若しくは露出するための手
   段を有している特許請求の範囲第５項に記載の固定装置
   。 ７、上記プレートが、それに固定されて該プレートをベ
   ースから取り外すために取外手段によって係合される円
   環部材を有している特許請求の範囲第１項に記載の固定
   装置。 ８、上記プレートがねじ穴を有しており、該穴にスタッ
   ドがねじ係合され、該スタッドの端部に上記円環部材が
   取り付けられている特許請求の範囲第７項に記載の固定
   装置。 ９、上記ねじ穴から上記スタッドを取り外した後に該ね
   じ穴にねじ係合されるねじを有しており、該ねじは上記
   ベースに係合するに十分な長さを有しており、ねじ穴に
   入れられたときにベースに係合して上記プレートをベー
   スから離すように作用する特許請求の範囲第８項に記載
   の固定装置。 １０、上記プレートがねじ穴を有しており、該穴にねじ
   係合されるねじを有しており、該ねじがねじ穴にねじ係
   合されたときにベースに係合して上記プレートをベース
   から離すように作用する特許請求の範囲第１項に記載の
   固定装置。 １１、ワークピースを精確な位置に固定するための固定
   装置において、小さい磁気抵抗の材料で作られたほぼ水
   平なベースと、該ベースを精確な位置に固定するための
   手段と、ベース内に同心状にして配置されベースの上面
   に隣接して配置された一対の極面を有している一対の環
   状磁極部材と、ベース内に設定されて上記極面をわたる
   磁界を発生する永久磁石と、付勢されたときに永久磁石
   の磁界強度を減少するように作用する電磁石と、磁気抵
   抗の小さい材料で作られた固定プレートであって、電磁
   石が付勢されていないときに永久磁石の磁界によってベ
   ースに固定されるようにされた固定プレートと、該プレ
   ート上の精確な位置に固定されたワークピース固定手段
   と、ベース及びプレートに相互に整合するように形成さ
   れ、相互に離された複数の組みの孔と、プレートをベー
   ス上の精確な角度位置に設定するために上記孔内にきつ
   く挿入されるようになされた合わせピンであって、電磁
   石が付勢されたときプレートがベースから迅速に外せる
   ように上記孔から迅速に取りはすし可能とされているこ
   とを特徴とする固定装置。 １２、上記ベースに取り付けられ上記電磁石に接続され
   ている端子を有しており、該端子が電磁石を付勢するた
   めの電源に取り外し可能に接続するための接続手段を有
   している特許請求の範囲第１１項に記載の固定装置。 １３、ワークピースを精確な位置に固定するための方法
   であって、 （１）永久磁石と、電磁石とを収納しているベースであ
   って、電磁石は付勢されると永久磁石の電界強度を弱め
   るように作用するようにされてなるベースを用意し、 （２）磁気抵抗の小さい材料で作られた複数の固定プレ
   ートであって、それぞれ当該プレート上の精確な位置に
   固定されるようになされた固定手段を有する固定プレー
   トを用意し、 （３）ワークピースを固定手段に対して精確に設定し、 （４）取り外し可能な機械的位置決め手段を用いて、固
   定プレートをベース上の精確な位置に設定し、上記永久
   磁石の磁界によって該プレートをベースに固定し、 （５）ワークピースに対する作業の後、上記電磁石を付
   勢してプレートをベースから外し、上記（４）及び（５
   ）の工程を必要に応じて行うことを特徴とするワークピ
   ースの固定方法。