永磁チャックとは
永磁チャック (英: Permanent Magnetic Chuck) とは、工作機械や精密加工機械などにおいて金属工作物を保持するための磁力装置です。
永磁チャックは永久磁石を内蔵しており、電源を必要とせずに磁力を発生させることができます。電源を必要とせずに磁力を発生するため、電力消費が非常に少ない点が特徴です。
これにより、電気代を節約できるだけでなく、工場のエネルギー効率を向上させることができます。また、電磁チャックと比較して、永磁チャックは制御装置や電源の設定が不要です。そのため、取り扱いが簡単であり、作業者の操作負荷が軽減されます。
ただし、永久磁石の性質上、磁力の調整が電磁チャックよりも難しいことがあります。磁力を変更したい場合には、磁石の交換や特殊な手段が必要となることが多いです。また、高温環境では永磁チャックの磁力が低下する可能性があるため注意が必要です。
永磁チャックの使用用途
永磁チャックは工作機械や精密加工機械において、さまざまな用途で利用されます。以下は永磁チャックの主な使用用途のいくつかです。
1. 研削
研削加工は、主に平面や円筒などの金属製工作物の表面を高精度で削る加工方法です。研削機は研削盤と呼ばれるテーブルの上に工作物を乗せ、砥石を回転させて工作物の表面に切り込みを加えます。
永磁チャックは研削盤のテーブルに取り付けられ、工作物をしっかりと保持する役割を果たす装置です。これにより、工作物が砥石によって正確に削られ、高い平面精度や仕上げ品質が得られます。
研削は歯車や軸受などの精密な部品の製造や、表面仕上げが重要な場合に広く使用されます。
2. フライス盤
フライス盤は回転するフライスカッターを用いて、金属製工作物の表面や形状を削る加工方法です。永磁チャックはフライス盤のテーブルに取り付けられ、工作物を固定します。
フライス盤ではフライスカッターを複数の軸に沿って動かすことで、工作物を加工します。永磁チャックの使用により工作物が安定して保持され、複雑な形状や穴の加工が可能です。フライス盤は、金属製部品の切削や形状加工に広く用いられます。
3. エンドミル盤
エンドミル盤は、小さな金属製部品やワークピースの精密な加工に用いられる機械です。永磁チャックはエンドミル盤のテーブルに取り付けられ、小さな工作物を確実に保持します。エンドミル盤では、エンドミルと呼ばれる細くて長い切削工具を用いて穴あけや溝切り、複雑な形状の加工が行われます。
永磁チャックの使用により、小さな工作物がしっかりと固定され、高い精度と安定性が確保されます。エンドミル盤は、電子部品や精密機器の製造において重要な役割を果たします。
永磁チャックの原理
永磁チャックは、永久磁石による磁力を利用して工作物を保持する仕組みです。永久磁石は外部の電力供給なしで、永続的に磁力を発生する特性を持っています。これを利用して工作物を引き寄せる磁力を発生し、固定することが可能です。
チャック本体は鋼製または鋳鉄製であることが多く、永久磁石が内蔵されています。矩形や円形などの平面状であり、工作物を保持する面があります。チャック本体に内蔵された永久磁石は複数の磁極を持っており、通常はS極とN極が交互に配置されていることが多いです。これにより、チャックの面全体に均一な磁力が発生します。
加工作業中には、工作物を磁力によってしっかりと固定させることが可能です。工作物がずれることなく、高い加工精度が実現できます。また、電源を必要としないため、電磁チャックと比較して電力消費が少なく、省エネルギーな保持方法として利用されます。
永磁チャックの選び方
永磁チャックを選ぶ際には、以下の重要な要素を考慮することが重要です。これらの要素によって、加工対象や作業条件に最適な永磁チャックを選択できます。
1. サイズ
永磁チャックの選び方の基本は、加工する工作物のサイズと形状に合わせることです。工作物がチャックの表面に十分に収まるか、固定できるかを確認します。
2. 保持力
加工対象の重さと固定が必要な保持力を考慮します。工作物の重量に対して適切な保持力を持つ永磁チャックを選択し、安全かつ効果的な保持ができることが重要です。
3. 平坦度
加工の精度や平坦度が要求される場合は、永磁チャックの平面精度も重要です。高い平面精度が得られるチャックを選択し、加工品質を確保します。
参考文献
https://www.jsat.or.jp/sites/default/files/2017-11/2008622162557.pdf
https://www.jp.tdk.com/tech-mag/ninja/021
https://www.magever.net/magnet-yoke/