JPH0482639A - 磁気固定装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、永久磁石と励磁コイルとを利用して、磁性体
の吸着および釈放をする磁気固定装置に関する。

（従来の技術） 永久磁石と励磁コイルとを利用する磁気固定装置の１つ
として、磁性体の吸着時には、永久磁石の磁束により吸
着部を励磁状態におき、磁性体の釈放時には、永久磁石
の磁束か吸着部に現わわることを励磁コイルの磁束で阻
止することにより、吸着部を非励磁状態におく装置があ
る。

この公知の磁気固定装置において、永久磁石からの磁束
は、吸着部か非励磁状態におかれている間、励磁コイル
によって発生される磁界により、漏洩−路として作用す
る磁気的空隙を通ることは許されるが、吸着部を通るこ
とは阻止される。

この種の磁気固定装置において、前記磁気的空隙の大き
さが変化すると、磁気的空隙の磁気抵抗値が変化し、磁
気的空隙を経る磁束量が変化するから、吸着部を完全な
非励磁状態におくことかできない。

これを防止するために、前記磁気的空隙に樹脂、半田の
ような非磁性部材を充填し、磁気的空隙を形成する部材
を非磁性部材に接着させることか行われている。

（解決しようとする課題） しかし、従来のこの種の磁気固定装置では、長期間の使
用により、非磁性部材が磁気的空隙を形成する部材から
離れ、その結果磁気的空隙の大きさか変化してしまう。

本発明は、磁気的空隙を長期間安定に維持することがで
きる磁気固定装置を提供することを目的とする。

（解決手段、作用、効果） 本発明の磁気固定装置は、磁性体を吸着する吸着部を励
磁状態および非励磁状態に選択的に切り換える電磁石組
立体と、該電磁石組立体に配置された永久磁石とを含む
。

前記電磁石組立体は、筒状のハウジングと、該ハウジン
グの一端部に配置され、該ハウジングに磁気的に接続さ
れた第１のヨークと、前記ハウジング内に配置された鉄
心と、該鉄心の周りに配置され、前記永久磁石と共同し
て前記吸着部を励磁状態および非励磁状態に選択的に切
り換える励磁コイルと、前記ハウジング内に配置された
第２のヨークとを含む。

前記第２のヨークと前記鉄心、前記第１のヨークと前記
鉄心、前記第１のヨークと前記第２のヨーク、または、
前記ハウジングと前記第２のヨークとは、前記吸着部が
非励磁状態におかれている間前記永久磁石からの磁束の
漏洩−路として作用する磁気的空隙を互いに共同して形
成している。

前記磁気的空隙には非磁性材料が配置されており、前記
磁気的空隙を形成する二つの部材は、その一方および前
記非磁性材料を貫通して前記二つの部材の他方に螺合さ
れた複数のねじにより、または前記二つの部材の一方に
螺合されて前記二つの部材の他方に当接された複数のね
じにより前記非磁性材料を介して結合されている。

本発明の磁気固定装置によれば、磁気的空隙を形成する
二つの部材が、その一方および非磁性部材を貫通して他
方の部材に螺合された複数のねじにより、磁気的空隙に
配置された非磁性材料を介して結合されているから、磁
気的空隙の変化がねしおよび非磁性材料の共同作用によ
り防止され、したかって磁気的空隙を長期間安定に維持
することかてきる。

また、磁気固定装置の組立時、磁気的空隙の大きさを前
記複数のねじにより調節し、その状態に維持することが
できるから、磁気的空隙の大きさを正確かつ容易に調節
することができる。

本発明の他の磁気固定装置は、磁性体を吸着する吸着部
を規定する面板と、前記吸着部を励磁状態および非励磁
状態に選択的に切り換える電磁石組立体と、該電磁石組
立体および前記面板の一方に配置された永久磁石とを含
む。前記電磁石組立体は、前記した磁気固定装置と同様
に構成されている。

（実施例〉 第１図および第２図を参照するに、磁気固定装置１０は
、電磁石組立体１２と、該電磁石組立体に配置された複
数の永久磁石１４と、面板１６とを含む。磁性体は、面
板１６の吸着面１８が電磁石組立体１２と永久−石１４
との共同作用により励磁状態におかれたとき吸着面１８
に吸着され、非励磁状態におかれたとき吸着面１８”か
ら解放される。

電磁石組立体１２は、四角筒状のハウシンク２０と、該
ハウジングの一端を閉鎖するように配置された第１のヨ
ーク２２と、ハウジング２０および第１のヨーク２２に
より形成される空間内に配置された強磁性材料製の鉄心
２４と、該鉄心を取り巻く励磁コイル２６と、ハウジン
グ２０の他端に配置された第２のヨーク２８とを備える
。

ハウジング２０、第１のヨーク２２および鉄心２４は、
強磁性材料で一体的に作られている。

第２のヨーク２８は、鉄心２４から磁気的空隙３０をお
いておよびハウジング２０の内面から間隔をおいて配置
されている。磁気的室［３０には、半田、合成樹脂等の
非磁性材料３２が充填されている。

鉄心２４には、第２のヨーク２８を貫通しかつ非磁性材
料からなる複数のねし３４か螺合さゎており、第２のヨ
ーク２８には鉄心２４に当接しがつ非磁性材料からなる
複数のねし３６が螺合されている。

永久磁石１４は、フェライト磁石のように高保磁力の永
久磁石材料、好ましくは極性不可逆永久磁石材料からな
り、また、ハウジング２ｏと第２のヨーク２８との間に
配置されている。永久磁石１４は、ハウジング２０の軸
線と直角の方向に磁化されている。

説明上、永久磁石１４は、図示のように、ハウジング２
０の側がＳ、第２のヨーク２８の側がＮとなるように磁
化されているものとするが、これと逆に磁化されていて
もよい。永久磁石１４の磁極面は、ハウジング２０と第
２のヨーク２８とに接触されている。

ハウジング２０、第１のヨーク２２、鉄心２４、第２の
ヨーク２８および永久磁石１４の相対的位置関係は、ハ
ウジング２ｏの内部空間に充填された非磁性材料３２に
より維持されている。

磁気的室［３０は、また、これに充填された非磁性材料
３２とねし３４．３６との共同作用により維持されてい
る。

面板１６は、交互にかつ互いに並列的に配置された細長
い複数の第１および第２のｌ極片３８．４０と、隣り合
う第１および第２の磁極片３８．４０の間に配置された
非磁性材料製のスペーサ４２とを備えており、また、複
数のボルト（図示せず）によりハウジング２０に取り付
けられている。

各第１の磁極片３８は、その長手方向両端部においてハ
ウジング２０に磁気的に接続されているか、第２のヨー
ク２８から磁気的に絶縁されている。これに対し、各第
２の磁極片４０は、その中央部において第２のヨーク２
８に磁気的に接続されているが、ハウジング２０から磁
気的に絶縁さわている。

各第１の磁極片３８は、実際には、ハウジング２０の相
対する一対の壁部に当接されている。

このため、ハウジング２０の相対する他の一対の壁部を
非磁性材料製としてもよい。

磁性体を吸着する吸着面１８は、第１および第２の磁極
片３８．４０ならびにスペーサ４２により規定される。

励磁電流か励磁コイル２６に供給されていないとき、永
久磁石１４の磁束は、第２図に点線４４ａ、４４ｂ、４
４ｃて示す矢印の方向へ通る。磁束４４ａは図示の状態
における永久磁石１４の全磁束である。磁束４４ａ、４
４ｂおよび４４ｃの磁束量は、該磁束量をそれぞれＡ４
４ａ、Ａ４４ｂおよびＡ４４ｃとすると、Ａ４４ａ＝Ａ
４４ｂ＋Ａ４４ｃ の関係にある。

永久磁石１４の磁束４４ａは、永久磁石１４のＮ極から
第２のヨーク２８に入り、磁束４４ｂ。

４４ｃに分かわる。磁束４４ｂは、第２のヨーク２８、
面板１６、吸着面１８、面板１６およびハウジング２０
を通り、ハウジング２０て磁束４４ｃと合流し、永久磁
石１４のＳ棒に戻る。

磁束４４ｃは、第２のヨーク２８、磁気的空隙３０、鉄
心２４、第１のヨーク２２およびハウジング２０を通る
漏洩磁束であって、磁性体の吸着に作用しない。したか
って、吸着面１８は、磁束４４ｂにより弱い励磁状態に
おかれる。

吸着面１８を励磁状態におくとき、第１の励磁電流か励
磁コイル２６へ供給される。これにより、第２図に１点
鎖線で示す矢印方向の磁束４６ａ、４６ｂ、４６ｃか励
磁コイル２６により発生される。磁束４６ａ、４６ｂお
よび４６ｃの磁束量は、該磁束量をそわぞれＢ４６　ａ
。

Ｂ４６ｂおよびＢ４６ｃとすると、 Ｂ４６ｃ＝Ｂ４６ａ＋Ｂ４６ｂ の関係にある。

磁気的空隙３０を通る磁束は、永久磁石１４による磁束
４４ｃと励磁コイル２６による磁束４６ｃとの合成磁束
である。しかし、磁束４４ｃ、４６ｃは、その方向か互
いに逆て絶対値か等しい磁束量となるように設定されて
いるから、磁束４４ｃ、４６ｃか磁気的空隙３０を通過
することは互いに阻止される。

これに対し、吸着面１８を通る磁束は永久磁石１４およ
び励磁コイル２６による磁束４４ｂ。

４６ｂである。磁束４４ｂ、４６ｂの方向が同しである
から、磁束４４ｂ、４６ｂの和に相当する磁束か吸着面
１８を通ることになる。このため、吸着面１８は強い励
磁状態におかれ、磁性体は吸着面１８に確実に吸着され
る。

吸着面１８を非励磁状態におくとき、第１の励磁電流と
逆極性の第２の励磁電流か励磁コイル２６へ供給される
。これにより、第２図に２点鎖線で示す磁束４８ａ、４
８ｂ、４８ｃか励磁コイル２６により発生される。磁束
４８ａ。

４８ｂ、４８ｃの方向は、矢印で示すように、それぞわ
、第２図に１点鎖線で示す磁束４６ａ。

４６ｂおよび４６ｃと逆である。磁束４８ａ。

４８ｂ、４８ｃの磁束量をそれぞれＣ４８ａ。

Ｃ４８ｂおよびＣ４８ｃとすると、−束４８ａ。

４８ｂ、および４８ｃは、 Ｃ４８ｃ＝Ｃ４８ａ＋Ｃ４８ｂ の関係にある。

第２のヨーク２８、面板１６、吸着面１８、面板１６お
よびハウジング２０を通る磁束は、永久磁石１４による
磁束４４ｂと励磁コイル２６による磁束４８ｂてあり、
磁束４４ｂ、４８ｂはその方向か異なり、絶対値か等し
い磁束量となるように設定されている。このため、吸着
面１８は非励磁状態におかれ、磁性体は吸着面１８から
確実に釈放される。

永久磁石１４の磁束は、吸着面１８を励磁状態におくと
き磁気的空隙３０を通ることを阻止、され、吸着面１８
を非励磁状態におくとき吸着面１８を通ることを阻止さ
れる。

このため、磁気固定装置１０によれば、従来の磁気固定
装置に比べ、吸着面１８を励磁状態におくときの磁気的
空隙３０を通る漏洩磁束を無くすことかでき、磁気的空
隙３０の磁気抵抗を小さくすることが可能になり、装置
への永久磁石１４の組込量および励磁コイル２６て発生
する起磁力を小さくすることかできるから、励磁コイル
２６の励磁電流を小さくすることかできる。

磁気固定装置１０において、ハウジング２０内の空間に
非磁性材料３２を充填する前に、第２のヨーク２８をね
し３４．３６により鉄心２４に対し変位させると、磁気
的空隙３０の大きさか変化する。磁気的空隙３０の大き
さか変化すると、磁気的空隙３０の磁気抵抗値か変化し
、その結果、吸着面１８に現わわる磁束量および磁気的
空隙３０を通る磁束量か変化する。

このため、組立時、たとえば、第２の励磁電流を励磁コ
イル２６に供給した状態て、ハウジング２０と第２のヨ
ーク２８との間に漏洩磁束が発生しないように、磁気的
空隙３０の大きさをねし３４．３６により調節し、次い
でハウジング２０内の空間に非磁性材料３２を充填し、
次に電磁石組立体１２の上面を研磨し、その後面板１６
を電磁石組立体１２の上面に取り付けることかてきる。

このようにすれば、磁気的空隙の大きさをねし３４．３
６により調節し、その状態に維持することかできるから
、磁気的空隙３０の大きさを正確かつ容易に調節するこ
とがてきる。

第１図および第２図に示す磁気固定装置において、第２
のヨーク２８をハウジング２０に相対的変位不能に配置
し、第１のヨーク２２および鉄心２４をハウジング２０
に対しその軸線方向へ変位可能に配置してもよい。

この場合、第１のヨーク２２は、ハウシンク２０の内側
面に対応する部位でハウジング２０から分離されるとと
もに、ハウジング２０に磁気的に接続される。ねし３４
は、第１のヨーク２２および鉄心２４を貫通し、第２の
ヨーク２８に螺合される。ねし３６は、第１のヨーク２
２および鉄心２４に螺合され、第２のヨーク２８の下面
に当接される。

第３図に示す磁気固定装置５０のように、鉄心２４を第
１のヨーク２２から分離し、鉄心２４と第２のヨーク２
８とを一体にしてもよい。磁気的空隙３０は、第１のヨ
ーク２２と鉄心２４とにより形成される。ねじ３４は、
第２のヨーク２８および鉄心２４を貫通し、第１のヨー
ク２２に螺合されている。ねし３６は、第２のヨーク２
８および鉄心２４に螺合ざゎ、第１のヨーク２２に当接
されている。

磁気固定装置５０において、永久磁石１４の磁束、励磁
コイル２６に第１の励磁電流を供給したときの励磁コイ
ル２６により発生される磁束、および励磁コイル２６に
第２の励！ｆｆ電流を供給したときの励磁コイル２６に
より発生される磁束を、そわそれ、第２図に示した実施
例と同し符号で示す。

このため、吸着面１８は、励磁コイル２６に第１の励磁
電流を供給したとき、吸着面１８を通る磁束４４ｂ、４
６ｂが同じ向きであり、磁気的空隙３０を経る磁束４４
ｃ、４６ｃが逆向きであることにより、励磁状態におか
れる。また、吸着面１８は、励磁コイル２６に第２の励
磁電流を供給したとき、吸着面１８を通る磁束４４ｂ。

４８ｂか逆向きであり、磁気的空隙３ｏを経る磁束４４
ｃ、４８ｃ同じ向きであることにより、非励磁状態にお
かれる。

磁気固定装置５０の場合も、鉄心２４および第２のヨー
ク２８をハウジング２０に相対的変位不能に配置し、第
１のヨーク２２をハウジング２０に対しその軸線方向へ
変位可能に配置してもよい。この場合、第１のヨーク２
２は、ハウジング２０の内側面に対応する部位でハウジ
ング２０から分離されるとともに、ハウジング２゜に磁
気的に接続される。ねし３４は、第２のヨーク２８およ
び鉄心２４を貫通し、第１のヨーク２２に螺合される。

ねじ３６は、第２のヨーク２８および鉄心２４に螺合さ
ゎ、第１のヨーク２２の上面に当接される。

第４図に示″ｆＷ１気固定装置５２のように、鉄心２４
および第２のヨーク２８を上下逆に配置してもよい。ま
た、磁気固定装置５２も、鉄心２４および第２のヨーク
２８をハウジング２０に相対的変位不能に配置し、第１
のヨーク２２をハウジング２０に対しその軸線方向へ変
位可能に配置してもよい。

第５図に示す磁気固定装置５４ては、鉄心２４および第
２のヨーク２８が一体にされ、該一体の部材がハウジン
グ２０の幅方向における２つの部材５６ａ、５６ｂに分
割されている。部材５６ａ、５６ｂの間にゴムのような
非磁性の弾性部材５８が配置されている。磁気的空隙３
０は、ハウジング２０と各部材５６ａ、５６ｂとの間に
形成されている。

磁気固定装置５４において、各永久磁石１４は、第１の
ヨーク２２と部材５６ａまたは５６ｂとの間に、対応す
る部材とともにハウジング２０および第１のヨーク２２
に対して変位可能に配置されている。また、鉄心２４と
励磁コイル２６とは、鉄心２４か励磁コイル２６の内側
て変位できるような大きさに選択されている。ねし３４
は、ハウジング２０を貫通し、部材５６ａまたは５６ｂ
に螺合されている。ねじ３６は、ハウジング２０に螺合
され、部材５６ａまたは５６ｂに当接されている。

各永久磁石１４は、第６図に示す磁気固定装置６０のよ
うに、面板１６に配置してもよい。

第６図に示す磁気固定装置６０において、各永久磁石１
４は、第１および第２の＆Ｂ極片３８゜４０の間にあっ
てスペーサ４２の下方に配置されている。各永久磁石１
４の一方のＭｉ磁極面とえばＳは第１の磁極片３８に当
接され、他方の磁極面は第２の磁極片４０に当接されて
いる。

磁気的空隙３０は、第１のヨーク２２と鉄心２４との間
に形成されている。このため、磁気固定装置６０におい
て、励磁コイル２６に励ＷＬ電流を供給しないとき、第
１の励磁電流を供給したときおよび第２の励磁電流を供
給したときの磁束は、第２図および第３図に示す磁気固
定装置１０および５０と同じである。

第７図および第８図に示す磁気固定装置７０は、複数の
電磁石組立体７２と、各電磁石組立体に配置された複数
の永久磁石７４と、電磁石組立体７２に共通に使用され
る１つの面板７６と、電磁石組立体７２を相互に連結す
る平板状のベース７８とを含む。磁性体は、面板７６の
吸着面８０が電磁石組立体７２と永久磁石７４との共同
作用により励磁状態におかれたとき吸着面８０に吸着さ
れ、非励磁状態におかれたとき吸着面８０がら解放され
る。

各電磁石組立体７２は、図示の例では、第１図および第
２図に示す磁気固定装＠１０の電磁石組立体１２と同じ
であるが、他の磁気固定装置の電磁石組立体であっても
よい。

面板７６は、面板１６と同様に、交互にがっ互いに並列
的に配置された細長い複数の第１および第２の磁極片８
２．８４と、隣り合う第１および第２の磁極片８２．８
４の間に配置された非磁性材料製のスペーサ８６とを備
えており、また、複数のボルト（図示せず）により各電
磁石組立体７２のハウジング２０に取り付けらねている
。

各第１の磁極片８２は、その両端部において各電磁石組
立体７２のハウジング２０に磁気的に接続されているか
、第２のヨーク２８がら磁気的に絶縁されている。これ
に対し、各第２の磁極片８４は、その中央部において各
電磁石組立体７２の第２のヨーク２８に磁気的に接続さ
ゎているか、ハウジング２０から磁気的に絶縁さゎてい
る。

磁気固定装置７０において、用いる電磁石組立体７２の
数は、面板７６の大きさに応して決定される。

磁気固定装置７０において、各電磁石組立体７２の励磁
コイル２６に励磁電流が供給さゎていないとき、吸着面
８０は永久磁石７４による弱い励磁状態におかれる。こ
れに対し、各電磁石組立体７２の励磁コイル２６に第１
の励Ｗｔ電流が供給されると、吸着面８０は励磁状態に
おがれる。

また、各電磁石組立体７２の励磁コイル２６に第２の励
磁電流が供給されると、吸着面８０は非励磁状態におか
れる。

磁気固定装置７０によれば、各電磁石組立体７２の磁気
的空隙が調節可能であるから、電磁石組立体７２を規格
化することかでき、また、電磁石組立体７２の保守管理
が容易になり、多数の電磁石組立体７２をｐめ製作して
おくことかてきる。

本発明は、吸着面を非励磁状態におくへきときのみ、励
磁コイルに励磁電流を供給する磁気固定装置にも適用す
ることができる。この場合、磁気的空隙は、吸着面を励
磁状態におくへきとき、永久磁石の磁束の殆とか磁気的
空隙を経ることなく吸着面を経るような大きさであるこ
とか好ましい。

また、本発明は、面板を用いない磁気固定装置にも適用
することができる。この場合、吸着面は、ハウジングと
鉄心、または、ハウジングと第２のヨークとにより規定
される。ねし３４．３６を用いれば、磁気固定装置の組
立時における磁気的空隙の調節作業か容易である力釈一
方のねじのみを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気固定装置の一実施例を示す断面図
、第２図は第１図の２−２線に沿って得た拡大断面図、
第３図、第４図および第５図はそｔそれ磁気固定装置の
他の実施例を示す第２図と同様の拡大断面図、第６図は
磁気固定装置のさらに他の実施例を示す第１図と同様の
断面図、第７図は磁気固定装置のさらに他の実施例を示
す図、第８図は第７図の８−８線に沿って得た断面図で
ある。 １０．５０，５２，５４，６０．７０：磁気固定装置、 １２．７２・電磁石組立体、 １４．７４：永久磁石、１６．７６：面板、１８．８０
：吸着面、　２０：ハウジング、２２：第１のヨーク、
　　２４：鉄心、２６°励磁コイル、　　　２８：第２
のヨーク、３０：磁気的空隙、　　　３２：非磁性材料
、３４．３６：磁気的空隙調節用のねし。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性体を吸着する吸着部を励磁状態および非励磁
   状態に選択的に切り換える電磁石組立体と、該電磁石組
   立体に配置された永久磁石とを含み、 前記電磁石組立体は、筒状のハウジングと、該ハウジン
   グの一端部に配置され、該ハウジングに磁気的に接続さ
   れた第１のヨークと、前記ハウジング内に配置された鉄
   心と、該鉄心の周りに配置され、前記永久磁石と共同し
   て前記吸着部を励磁状態および非励磁状態に選択的に切
   り換える励磁コイルと、前記ハウジング内に配置された
   第２のヨークとを含み、 前記第２のヨークと前記鉄心、前記第１のヨークと前記
   鉄心、前記第１のヨークと前記第２のヨーク、または、
   前記ハウジングと前記第２のヨークとは、前記吸着部が
   非励磁状態におかれている間前記永久磁石からの磁束の
   漏洩磁路として作用する磁気的空隙を互いに共同して形
   成しており、 前記磁気的空隙には非磁性材料が配置されており、前記
   磁気的空隙を形成する二つの部材は、その一方および前
   記非磁性材料を貫通して前記二つの部材の他方に螺合さ
   れた複数のねじにより、または前記二つの部材の一方に
   螺合されて前記二つの部材の他方に当接された複数のね
   じにより前記非磁性材料を介して結合されている、磁気
   固定装置。
2. （２）磁性体を吸着する吸着部を規定する面板と、前記
   吸着部を励磁状態および非励磁状態に選択的に切り換え
   る電磁石組立体と、該電磁石組立体および前記面板の一
   方に配置された永久磁石とを含み、 前記電磁石組立体は、筒状のハウジングと、該ハウジン
   グの一端部に配置され、該ハウジングに磁気的に接続さ
   れた第１のヨークと、前記ハウジング内に配置された鉄
   心と、該鉄心の周りに配置され、前記永久磁石と共同し
   て前記吸着部を励磁状態および非励磁状態に選択的に切
   り換える励磁コイルと、前記ハウジング内に配置された
   第２のヨークとを含み、 前記第２のヨークと前記鉄心、前記第１のヨークと前記
   鉄心、前記第１のヨークと前記第２のヨーク、または、
   前記ハウジングと前記第２のヨークとは、前記吸着部が
   非励磁状態におかれている間前記永久磁石からの磁束の
   漏洩磁路として作用する磁気的空隙を互いに共同して形
   成しており、 前記磁気的空隙には非磁性材料が配置されており、前記
   磁気的空隙を形成する二つの部材は、その一方および前
   記非磁性材料を貫通して前記二つの部材の他方に螺合さ
   れた複数のねじにより、または前記二つの部材の一方に
   螺合されて前記二つの部材の他方に当接された複数のね
   じにより前記非磁性材料を介して結合されている、磁気
   固定装置。