JP5617883B2 - 磁気吸着装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に示される磁気吸着装置10は図17、図18に示すように次の構造をなしている。
すなわち、斜めに対向して配置された2つの固定永久磁石11、12を有するとともに、磁性体を吸着する吸着部13を有する強磁性ブロック14と、この強磁性ブロック14の内腔15に軸線を中心として回転自在に装着された永久磁石組立体16とを有する。永久磁石組立体16は、棒状の磁性部材17の中央に永久磁石18を組み込んだものであり、磁性部材の両側にN極部とS極部とを有している。永久磁石組立体16にはハンドル19が取り付けられ、ハンドル19を操作することによって180°の角度範囲で回転可能となっている。
すなわち、ハンドル19の操作により永久磁石組立体16を回転するとき、固定永久磁石11、12の磁極と永久磁石組立体16のN極部、S極部との磁極間の反発力が大きく、ハンドル切り替えトルクが大きい。このため、特に薄板や丸棒を吸着する場合、吸着状態への切り替え時のハンドルが重く、平板の厚み、鋼管のサイズ、肉厚によっては吸着切り替えができない場合があった。一方、磁性体の解放時には、ハンドルが急激に回転し、ハンドルが破損するなどのおそれがあった。
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ON-OFF切り替え時のハンドルトルクが小さく、ハンドルの跳ね返りが小さく、操作性、操作感のよい磁気吸着装置を提供することにある。
すなわち、本発明に係る磁気吸着装置は、一方向に伸びる内腔を備える磁気回路ブロックであって一対のスペーサにより前記内腔の周りの方向に間隔をおいた2つの磁極部材に分割され、前記スペーサのうちの一方のスペーサを挟む部位が吸着部に形成された磁気回路ブロックと、N極部およびS極部を有する永久磁石組立体であって、前記磁気回路ブロックの内腔内に内腔の軸線を中心に回転可能に配置され、前記吸着部における磁性体の吸着および解放を行うべく前記内腔の軸線の周りに離間した第1の位置および第2の位置に選択的に回転可能に設けられ、前記磁性体の解放位置たる前記第1の位置において、前記N極部およびS極部が前記スペーサを挟む反対側位置になるように設けられ、前記磁性体の吸着位置である前記第2の位置に向けて回転される際、前記スペーサのうちの他方のスペーサを横切る側の前記N極部または前記S極部が、前記他方のスペーサを連続的または断続的に横切る形状に形成されるとともに、前記一方のスペーサを横切る側の前記S極部または前記N極部が、前記一方のスペーサを連続的または断続的に横切る形状に形成された永久磁石組立体と、 前記第1の位置における前記永久磁石組立体のN極部およびS極部のうちの一方の磁極が位置する側の、前記磁気回路ブロックの分割された一方の磁極部材に固定され、前記永久磁石組立体の一方の磁極の極性と反対の極性を有する一方の固定永久磁石と、前記第1の位置における前記永久磁石組立体のN極部およびS極部のうちの他方の磁極が位置する側の、前記磁気回路ブロックの分割された他方の磁極部材に固定され、前記永久磁石組立体の他方の磁極の極性と反対の極性を有する他方の固定永久磁石とを具備し、前記他方のスペーサを横切る側の前記N極部または前記S極部が、前記永久磁石組立体の軸方向に伸びるとともに、該軸方向の部位において、前記永久磁石組立体の周方向に順次位相をずらして形成され、前記一方のスペーサを横切る側の前記S極部または前記N極部が、前記永久磁石組立体の軸方向に伸びるとともに、該軸方向の部位において、前記永久磁石組立体の周方向に順次位相をずらして形成されているとともに、前記第1の位置における前記永久磁石組立体のN極部およびS極部が、前記永久磁石組立体の周方向において、前記他方のスペーサ側にそれぞれ偏位して設けられていることを特徴とする。
また、請求項3は、前記N極およびS極となる前記永久磁石片がそれぞれ複数、前記棒状の磁性部材の外周部に、該棒状の磁性部材の軸線方向に間隔をおいて、かつ該棒状の磁性部材の周方向に順次位相をずらして固定されて、それぞれ前記N極部および前記S極部に形成されていることを特徴とする。
また、請求項5は、前記各永久磁石片が螺旋状をなし、前記棒状の磁性部材の外周部に固定されて、それぞれ前記N極部および前記S極部に形成されていることを特徴とする。
また、請求項7は、前記永久磁石組立体が、棒状の磁性部材に設けられた貫通孔に永久磁石が装着され、該永久磁石を挟む両側の磁性部材の外周部に、それぞれ、螺旋状をなす突部が形成されて成り、該突部がそれぞれ前記N極部および前記S極部をなすことを特徴とする。
図1は永久磁石式の磁気吸着装置の斜視図、図2はその側面図、図3はその内部構造を示す縦断面図(構造をわかりやすくするためハッチングを省略している)、図4は永久磁石組立体の斜視図、図5は永久磁石組立体における永久磁石片の取付け状態を示す説明図、図6〜図9は永久磁石組立体を回転したときの永久磁石片とスペーサとの位置関係を示す断面図である。
永久磁石式の磁気吸着装置20は、一方向に伸びる内腔22を備える磁気回路ブロック24と、内腔22の軸線の周りに回転可能に内腔22内に配置された永久磁石組立体26と、磁気回路ブロック24の一端部及び他端部に取り付けられた端板28および30と、永久磁石組立体26の一端部に結合された棒状のハンドル32とを含む。
磁気回路ブロック24は、2つのスペーサ34、35により内腔22の周方向に間隔をおいた磁性材料製の2つの磁極部材36、37に分割されている。磁極部材36、37の、一方のスペーサ35を挟む部位は、磁性体(被吸着体)の吸着部38、38となっている。なお、吸着部は、磁極部材36、37に磁性材料からなる他の部材を取り付けて吸着部としてもよい(図示せず)。
また、磁気回路ブロック24内において、他方のスペーサ34を挟むとともに、永久磁石組立体26と対向する位置に、2つの板状の固定永久磁石40、41が組み込まれている。固定永久磁石40、41は保磁力の大きな磁気材料、例えばフェライト磁石や希土類磁石によって形成されている。
すなわち、磁性体の解放位置たる第1の位置において、永久磁石組立体26の側の磁極の極性を、対向する固定永久磁石40、41の磁極の極性と反対の極性となるようにする。
永久磁石片44は、保磁力の大きな磁石材料、例えばフェライト磁石や希土類磁石によって形成されている。また、永久磁石片44は、外周面が、磁気回路ブロック24の内腔22の内周面に沿う円弧面となる、断面円弧状に形成されている。
そして、図3、図4に示すように、本実施の形態において、永久磁石片44は、上記第1の位置Aにおいて、一方の固定永久磁石40に対向する側に、N極第1磁石片45、N極第2磁石片46の、2個の永久磁石片44を、磁性部材42の軸線方向に若干の間隔をおいて配置している。また、上記第1の位置において、他方の固定永久磁石41に対向する側に、S極第1磁石片47、S極第2磁石片48の、2個の永久磁石片44を、磁性部材42の軸線方向に若干の間隔をおいて配置している。
S極第1および第2磁石片47、48は、磁性部材42の外周の反対側の、N極第1および第2磁石片45、46と対象位置に、N極第1および第2磁石片45、46と同一の大きさ、位相のずれ角で配置されている。
磁性体(被吸着部材)を吸着不能のOFF状態になる上記第1の位置において、ハンドル32は、図1におけるX位置にある。
なお、図1において、55は、クレーン等による吊り下げの際のフック部等を係止する係止リングである。また、56はガードであり、磁気吸着装置20の端板28、30を外部の衝撃から保護する。ガード56は、磁気吸着装置20を磁性体(被吸着部材)へセットする際の把手部としても利用可能である。
図3は前記のように磁気吸着装置20がOFFの状態を示している。すなわち、固定永久磁石40、41の側の極性と、永久磁石組立体26の永久磁石の側の極性とが打ち消し合い、磁気吸着装置20はOFF状態となる。
図6に示すように、ハンドル32の操作により、永久磁石組立体26が反時針回転方向に20°回転されると、N極第1磁石45が他方のスペーサ34を超えて反対側の同極(N極)の磁極部材37の側に移動し始める位置関係になる。N極第2磁石46は最初の磁極部材36の範囲内に留まっている。これにより、固定永久磁石41の側の極性と永久磁石組立体26の永久磁石の側の極性との打ち消し合いが減じられ、吸着部38、38に磁束が漏洩し始め、吸着部38、38に吸着力が生じ始める。なお、N極第1磁石45が他方のスペーサ34を横切り、同極(N極)側の磁極部材37側に移動する際、反発力を受けるが、N極部は、N極第1および第2磁石45、46に分割され、位相がずれているので、その反発力は小さく、ハンドル32が受ける回転トルクは小さい。
この場合も、ハンドル32(永久磁石組立体26)に働く力が順次小さくなるので、ハンドル32がONからOFFに戻る際の急激な回転も抑えられ、手を挟んだり、ハンドル32が破損する等の不具合を解消できる。
このように、磁性体の吸着のON、OFFいずれの場合も、ハンドル32の回転時の角度によるトルクの差が小さくなるため、ハンドル32の操作の感触を非常にスムースで、優れたものにすることができる。
本実施の形態では、N極部およびS極部における永久磁石片44を各3個ずつ設けている。この場合も上記と同様の作用効果を得ることができる。
図11は永久磁石組立体26のさらに他の実施の形態を示す斜視図である。本実施の形態の永久磁石組立体26は、N極部およびS極部の永久磁石片44を各5個ずつ設けている。また、N極部、S極部の永久磁石片44グループを、特に他方のスペーサ34側に偏位させることなく、各半周部全体に亘って設けている。この場合にもハンドル32の回転トルクを小さくできる。なお、ON〜OFFへのハンドル32の回転角は大きくなる。
図13〜図15に示す永久磁石組立体26の実施の形態では、棒状の円柱状の磁性部材43の周面に、反対側の周面にまで貫通する貫通孔60を設け、この貫通孔60内に板状の永久磁石62を挿入して接着剤等によって固定している。永久磁石62は厚み方向に磁化されている。そして、磁性部材43の周面を加工して所要形状の突部64を形成している。この突部64がN極部とS極部になる。
図14に示す永久磁石組立体26では、突部64を、5つのブロック状に形成している。また各ブロックは、磁性部材43のほぼ半周分に亘るエリアで周方向に位相をずらして設けている。本実施の形態でも同様にハンドル操作が容易となる。
Claims (7)
- 一方向に伸びる内腔を備える磁気回路ブロックであって一対のスペーサにより前記内腔の周りの方向に間隔をおいた2つの磁極部材に分割され、前記スペーサのうちの一方のスペーサを挟む部位が吸着部に形成された磁気回路ブロックと、
N極部およびS極部を有する永久磁石組立体であって、前記磁気回路ブロックの内腔内に内腔の軸線を中心に回転可能に配置され、前記吸着部における磁性体の吸着および解放を行うべく前記内腔の軸線の周りに離間した第1の位置および第2の位置に選択的に回転可能に設けられ、前記磁性体の解放位置たる前記第1の位置において、前記N極部およびS極部が前記スペーサを挟む反対側位置になるように設けられ、前記磁性体の吸着位置である前記第2の位置に向けて回転される際、前記スペーサのうちの他方のスペーサを横切る側の前記N極部または前記S極部が、前記他方のスペーサを連続的または断続的に横切る形状に形成されるとともに、前記一方のスペーサを横切る側の前記S極部または前記N極部が、前記一方のスペーサを連続的または断続的に横切る形状に形成された永久磁石組立体と、
前記第1の位置における前記永久磁石組立体のN極部およびS極部のうちの一方の磁極が位置する側の、前記磁気回路ブロックの分割された一方の磁極部材に固定され、前記永久磁石組立体の一方の磁極の極性と反対の極性を有する一方の固定永久磁石と、
前記第1の位置における前記永久磁石組立体のN極部およびS極部のうちの他方の磁極が位置する側の、前記磁気回路ブロックの分割された他方の磁極部材に固定され、前記永久磁石組立体の他方の磁極の極性と反対の極性を有する他方の固定永久磁石とを具備し、
前記他方のスペーサを横切る側の前記N極部または前記S極部が、前記永久磁石組立体の軸方向に伸びるとともに、該軸方向の部位において、前記永久磁石組立体の周方向に順次位相をずらして形成され、
前記一方のスペーサを横切る側の前記S極部または前記N極部が、前記永久磁石組立体の軸方向に伸びるとともに、該軸方向の部位において、前記永久磁石組立体の周方向に順次位相をずらして形成されているとともに、
前記第1の位置における前記永久磁石組立体のN極部およびS極部が、前記永久磁石組立体の周方向において、前記他方のスペーサ側にそれぞれ偏位して設けられていることを特徴とする磁気吸着装置。 - 前記永久磁石組立体の前記N極部および前記S極部が、棒状の磁性部材の外周部に、外周側がそれぞれN極およびS極となる永久磁石片が固定されることにより、前記N極部および前記S極部に形成されていることを特徴とする請求項1記載の磁気吸着装置。
- 前記N極およびS極となる前記永久磁石片がそれぞれ複数、前記棒状の磁性部材の外周部に、該棒状の磁性部材の軸線方向に間隔をおいて、かつ該棒状の磁性部材の周方向に順次位相をずらして固定されて、それぞれ前記N極部および前記S極部に形成されていることを特徴とする請求項2記載の磁気吸着装置。
- 前記磁性部材の中心と前記スペーサの両端部とのなす角度が20°であり、前記磁性部材の中心と前記各永久磁石片の両端部とのなす角度が100°であり、前記N極側およびS極側の各永久磁石片が、それぞれ前記磁性部材の周方向に20°ずつ位相をずらして前記磁性部材に固定されていることを特徴とする請求項3記載の磁気吸着装置。
- 前記各永久磁石片が螺旋状をなし、前記棒状の磁性部材の外周部に固定されて、それぞれ前記N極部および前記S極部に形成されていることを特徴とする請求項2記載の磁気吸着装置。
- 前記永久磁石組立体が、棒状の磁性部材に設けられた貫通孔に永久磁石が装着され、該永久磁石を挟む両側の磁性部材の外周部に、それぞれ、該棒状の磁性部材の軸線方向に間隔をおいて、かつ該棒状の磁性部材の周方向に順次位相をずらして突部が形成されて成り、該突部がそれぞれ前記N極部および前記S極部をなすことを特徴とする請求項1記載の磁気吸着装置。
- 前記永久磁石組立体が、棒状の磁性部材に設けられた貫通孔に永久磁石が装着され、該永久磁石を挟む両側の磁性部材の外周部に、それぞれ、螺旋状をなす突部が形成されて成り、該突部がそれぞれ前記N極部および前記S極部をなすことを特徴とする請求項1記載の磁気吸着装置。
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