JPS6165740A - 永電磁型吸着装置 - 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】 利用産業分野 この発明は、永久磁石と励磁コイルを有し、磁気的吸着
及び釈放を行なう永電磁型吸着装置の改良に関する。

背景技術 一般に、磁気的吸引吸着を利用するリフティングマグネ
ット、ブレーキ、クラッチ、チャック等が汎用されてお
り、今日では省電力の要請から、吸着状態を維持するの
に、永久磁石の磁力にのみ頼る水雷型吸着装置（以下、
単に吸着装置という）が実用化されている。

かかる吸着装置は、永久磁石、励磁コイル、磁極片、継
鉄から構成され、代表的なリフティングマグネットの例
で説明すると、アルニコ系の永久磁石に励磁コイルを局
着し、永久磁石の一方端に磁極片を着設し、永久磁石他
端には継鉄カップを着設してあり、１４１極片と継鉄カ
ップの解放側端面で磁性体を磁気吸着する構成であり、
励磁コイルに直流電流を印加して、磁気吸着と同時に永
久磁石の着磁を行ない、磁性体の釈放時は、励磁コイル
に吸着時とは逆方向の直流電流を印加し、永久磁石をほ
ぼ消磁状態に保持して行なう。

また、上記と同様の構成において、予め着磁されたフェ
ライト磁石等の高保磁力の永久磁石を用い、磁極片の周
囲に励磁コイルを配置する構成とし、磁性体を磁極片に
接近させて吸着させ、釈放時は励磁コイルに通電し、永
久磁石の磁気吸着力を一時的に打ち消して行なう。

このように、上記従来の構成では、釈放時に印加する直
流電流は、永久磁石を消磁状態とするか、永久磁石の磁
気吸着力を一時的に打ち消して磁性体の再吸着を防ぐた
めに、極狭い範囲の電流に制御しなければならず、また
、非作動時おいて、前者は、必ずしも完全な消磁状態に
はなく、後者の場合は常に磁束が外部に洩れており、両
者とも不要の吸着力を発生しており、不測の事攻を沼来
しかねない問題があった。

そこで出願人は、吸着装置のかかる現状に鑑み、励磁コ
イルへの印加電流制御に高精度を必要とすることなく、
強い磁気吸引吸着力を有し、非作動時Φ漏洩磁束もない
、取り扱いが容易な水雷磁型吸着装置を提案（特願昭５
８−２３８６４８号）した。

すなわち、上記提案の発明は、一方面が吸着面である磁
極片の他面上に、高保磁力磁石、低保磁力磁石、のうち
いずれかを中心にして、残る永久磁石と、少なくとも低
保磁力磁石に磁束を及ぼし得る励磁コイルとを並列配置
または周囲配置し、磁極片をその吸着面が露出するよう
継鉄カップで被包し、継鉄カップの内面と少なくとも前
記永久磁石の他端を接続してなり、磁性体の吸着時に低
保磁力磁石を高保磁力磁石と同方向に磁化し、非吸着時
に低保磁力磁石を高保磁力磁石と逆方向に′　　　磁化
してなる水雷磁型吸着装置である。

かかる構成において、磁性体の非吸着時には、低保磁力
磁石と高保磁力磁石の磁化方向を逆向きにすることによ
り、これら一対の磁石間に磁路を形成して吸着装置外部
への漏洩磁束密度をなくすることが可能となる。しかし
、漏洩磁束を完全に零とするためには、低保磁力磁石と
高保磁力磁石の磁力を同一とし、相互の磁石から発生す
る磁束を等しくする必要がある。

実用面においては、上記一対の磁力の磁気特性、形状、
寸法及び励磁コイルへの印加電流のばらつき等により、
上記一対の磁石の磁束を等しく調整することは製造上問
題が多い、例えば、磁石の磁気特性は全く同一寸法でも
約１０％程度のばらつきを考慮しなけ゛ればならない。

従って、上記の吸着装置において、非吸着時の装置から
の僅かな漏洩磁束であっても、吸着面に不要な磁性体を
吸着することになり、作動時に不要な該磁性体が吸着物
との間に介在する可能性があることになり、実質的な空
隙を形成して吸着力を著しく低下させ、安全性にも問題
を生じることになる。

発明の目的 この発明は、水雷磁型吸着装置において、励磁コイルへ
の印加電流制御に高精度を必要とすることなく、強い磁
気吸引吸着力を有し、非作動時の漏洩磁束を実質的に零
とし、保守管理が容易で安全性にすぐれた水雷磁型吸着
装置を目的としている。

発明の構成と効果 この発明は、一方面が吸着面である磁極片の他面上に、
８保磁力磁石、低保磁力磁石、のうらいずれかを中心に
して、残る永久磁石と、少なくとも低保磁力磁石に磁束
を及ぼし得る励磁コイルとを並列配置または周囲配置し
、磁極片−をその吸着面が露出するよう継鉄カップで被
包し、継鉄カップの内面と少なくとも前記永久磁石の他
端を接続してなり、さらに、励磁コイルと直流電源間に
励磁方向切換スイッチを有する電源回路の非吸着時電源
回路に、低保磁力磁石と高保磁力磁石を少なくとも相互
に逆方向に磁化するときの磁力を同一に磁化するだめの
抵抗を設けた構成からなり、磁性体の吸着時に低保磁力
磁石を高保磁力磁石と同方向に磁化し、非吸着時に低保
磁力磁石を高保磁力磁石と逆方向に磁化してなる水雷磁
型吸着装置である。

この発明において、高保磁力磁石、低保磁力磁石は、円
柱状、角柱状あるいはリング状等の単体永久磁石のほか
、複数個を一体に組合せて前記形状にしたものあるいは
小寸法のものを多数配置するなど、各種形状２寸法１個
数の種々の組み合せ、選択ができ、低保磁力磁石は、励
磁コイルの磁化により容易に磁化方向が反転可能な保磁
力の磁石で、例えばアルニコ系永久磁石がよく、また、
高保磁力磁石は、前記励磁コイルの磁化の影響を受けな
いフェライト系永久磁石Ｎ′＋希土類永久磁石が好まし
い。

また、高保磁力磁石と低保磁力磁石の保磁力の差は、低
保磁力磁石が磁化方向を反転した際に、励磁コイルの磁
界の影響を受けて高保１！′ｈ磁石の磁力が低下しない
必要があり、高保磁力磁石は低保磁力磁石の３倍以上が
好ましく、特に、５倍以上とすることにより、励磁コイ
ルへ印加する電流値の許容範囲が拡がる利点がある。

この発明において、島保磁力磁石、低保磁力磁石、励磁
コイルの配置は、永久磁石のうちいずれかを中心に、直
方体ブロック磁石を並列配置したり、円柱状や角柱状の
磁石の周囲に励磁コイルや磁石をリング状に周囲配置し
たり、中心′になる永久磁石の周囲に複数個の角柱状磁
石を一定間隔で周囲配置したり、被吸着物の形状重量等
に応じて、２種の永久磁石と励磁コイルの配置構成、永
久磁石の磁気特性や形状１寸法、励磁コイルの磁化力、
継鉄カップや磁極片の形状等を適宜選定すればよい。

また、励磁コイルは、少なくとも低保磁力磁石にその磁
束を作用させることができるように周囲配置されればよ
く、低保磁力磁石の周囲に直接配置するほか、最も外周
に周囲配置されてもよく、また永久磁石の軸方向高さの
うら一部分に周囲配置してもよい。

また、継鉄カップは、磁極片の平面上に２種の永久磁石
と励磁コイルを配置し、少なくとも永久磁石の他面と継
鉄カップの内面が接続されて磁路を形成できるように被
包されればよく、例えば、全体を覆うもののほか、十字
型部材を各先端が磁極片の吸着面と同一面に脚部として
並ぶように折曲げた構成の継鉄カップなど種々の形状の
ものが利用できる。

この発明による吸着装置は、吸着、釈放にはその始動時
のみ励磁コイルに電流印加すればよく、印加を持続する
必要はなく、吸着時の磁力には２種の永久磁石とも関与
するため吸着力が強く、釈放後の漏洩磁束がなく釈放が
容易となる。

吸着時に励磁コイルに印加する電流は、低保磁力磁石を
高保磁力磁石と同方向に磁化するに足る電流量であれば
よく、特に低保磁力磁石を完全に磁化することで、一対
の磁石の磁力を有効に使用できる。

また、釈放時に励磁コイルに印加する電流は、低保磁力
磁石と高保磁力磁石との磁力を同一にする必要性から、
励磁コイルと直流電源間に励磁方向切換スイッチを有す
る電源回路の非吸着＠電源回路に、低保磁力磁石と高保
磁力磁石の磁力を同一に磁化するために設（プた抵抗を
、例えば、可変抵抗器で予め所要抵抗直に設定しておく
必要がある。すなわち、この抵抗によって、電源より必
要以上の電流が供給されたとしても、励磁コイルには一
定量の電流が印加され、低保磁力磁石の磁化量も一定と
なる。従って、この発明では、高保磁力磁石の磁力を、
完全に磁化されたときの低保磁力磁石の磁力よりも若干
低めに設定しておくことが望ましい。

また、抵抗器はその抵抗値を容易に設定できるように、
可変抵抗器が望ましく、磁石の磁力のばらつきに応じて
該抵抗値を設定するほか、製作完了後の吸着装置の最終
調整時に、磁力等のばらつきに応じた抵抗値の固定抵抗
を選定するのもよい。

また、この発明による吸着装置は、リフティングマグネ
ットのほか、ブレーキ、クラッチ、あるいはチャックな
どに用いることができる。

実施例 以下に、この発明による吸着装置を図面に基づいて説明
する。ここでは、高保磁力磁石にフェライト磁石、低保
磁力磁石にアルニコ磁石を使用したリフティングマグネ
ットの例を説明する。第１図と第２図はこの発明による
水雷磁型吸着装置の縦断説明図である。

第１図に示す例は、低保磁力磁石である円柱状のアルニ
コ磁石（１）の周囲に励磁コイル（２を配置し、さらに
コイル（２１外周に、高保磁力磁石であるリング状のフ
ェライト磁石（３）を配置して、リング突起を有する円
盤型の磁極片（４）平面上に載置し、磁石。

コイルの他端側にカップ状の継鉄カップ（５）を接続し
た構成からなる。

さらに、励磁コイル（２）と直流Ｔｉ源（力量に励磁方
向の切換スイッチ（９）を有する電源回路を付設してあ
り、その非吸着時開電源回路に、アルニコ磁石（１）と
フェライト磁石（３）の磁力を同一に磁化するための可
変抵抗器（８）を並列接続しである。

磁性体（６）の吸着時は、アルニコ磁石（１）を完全に
磁化するように、励磁コイル（′２Ｊに直流電流を印加
して、アルニコ磁石（１）の磁化方向をフェライト磁石
（３）と同一にすると、第１図Ａ図の如く、アルニコ磁
石（１）→磁極片（４）→磁性体（６）→継鉄カップ（
５）→アルニコ磁石（１）の磁路（Ｍ＋　）、及び、フ
ェライト磁石（３）→磁極片（４）→磁性体（６）→継
鉄カップ（５）→フェライト磁石（３）の磁路（Ｍ２）
の２つの磁路が形成され、磁性体（６）を強力に吸着す
る。また、励磁コイル（２への通電を遮断しても上記磁
路は維持される。

つぎに、釈放時は、切替えスイッチ（９）を切替えて、
先とは逆方向の直流電流を、励磁コイル＋２］に印加し
てアルニコ磁石（１）の磁化方向をフェライト磁石（３
）のそれと逆にすると共に一対の磁石（１）（３）の磁
力を同一にすると、同日図に示す如く、アルニコ磁石（
１）→継鉄カップ（５）→フェライト磁石（３）→磁極
片（４）→アルニコ磁石（１）なる磁路（Ｍ３）が形成
されて、２種の磁石（１）（３）の磁力は磁性体（６）
に対して何ら寄与せず、容易に磁性体（６）が釈放され
る。

また、励磁コイル（２への通電を遮断しても、上記の磁
路（Ｍ３）は維持され、外部への漏洩磁束が完全になく
なり、不必要な吸着力を発生することがない。

ちなみに、上記の第１図の構成に、アルニコ磁石とフェ
ライト磁石を使用し、励磁コイルには起磁力１０００（
Ａ−Ｔ＞のものを配置し、抵抗値を最適値に設定し、磁
性体を吸着・釈放したところ、強力な吸着と容易かつス
ムーズな釈放の作動が得られ、外部への磁束の漏洩が全
くなかった。

第２図の例は、円柱状のフェライト磁石（３）の周囲に
リング状のアルニコ磁石（１）を配置し、さらにその外
周に励磁コイル（２）を配置し、リング突起を有する円
盤型の磁極片（４）平面上に載置し、磁石。

コイルの他端側にカップ状の継鉄カップ（５）を接続し
た構成からなり、中央のフェライト磁石（３）はその周
囲のアルニコ磁石（１）より低くしてあり、低い分だけ
継鉄カップ（５）の中央に突起が設けである。

さらに、励磁コイル（ａと直流電源（力量に励磁方向の
切換スイッチ（９）を有する電源回路を付設してあり、
その非吸着時開電源回路に、アルニコ磁石（１）とフェ
ライト磁石（３）の磁力を同一に保持するための可変抵
抗器（８）を並列接続しである。

以上の構成において、磁性体（６）の吸着、釈放の作用
及び操作は第１図で説明した場合と全く同じであり、印
加する直流電流の許容範囲が広く操作が容易で、強力な
吸着、容易かつ簡単な釈放、釈放後の漏洩磁束がない等
の効果は同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの発明による水雷磁型吸着装置の縦
断説明図である。 １・・・アル、ニコ磁石、２・・・励磁コイル、３・・
・フェライト磁石、４・・・磁極片、５・・・継鉄カッ
プ、６・・・磁性体、７・・・直流電源、８・・・可変
抵抗器、９・・・切換スイッチ。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一方面が吸着面である磁極片の他面上に、低保磁力
   磁石と少なくとも低保磁力磁石に磁束を及ぼし得る励磁
   コイルとを、高保磁力磁石を中心にして並列配置または
   周囲配置し、磁極片をその吸着面が露出するよう被包し
   た継鉄カップの内面と少なくとも前記永久磁石の他端を
   接続し、励磁コイルと直流電源間に励磁方向切換スイッ
   チを有する電源回路の非吸着時電源回路に、低保磁力磁
   石と高保磁力磁石を少なくとも相互に逆方向に磁化する
   ときの磁力を同一に磁化するための抵抗を設けた構成か
   らなり、磁性体の吸着時に低保磁力磁石を高保磁力磁石
   と同方向に磁化し、非吸着時に低保磁力磁石を高保磁力
   磁石と逆方向に磁化してなる永電磁型吸着装置。 ２　一方面が吸着面である磁極片の他面上に、低保磁力
   磁石を中心にして、高保磁力磁石と低保磁力磁石に磁束
   を及ぼす励磁コイルとを、並列配置または周囲配置し、
   磁極片をその吸着面が露出するよう被包した継鉄カップ
   の内面と少なくとも前記永久磁石の他端を接続し、励磁
   コイルと直流電源間に励磁方向切換スイッチを有する電
   源回路の非吸着時電源回路に、低保磁力磁石と高保磁力
   磁石を少なくとも相互に逆方向に磁化したときの磁力を
   同一に磁化するための抵抗を設けた構成からなり、磁性
   体の吸着時に低保磁力磁石を高保磁力磁石と同方向に磁
   化し、非吸着時に低保磁力磁石を高保磁力磁石と逆方向
   に磁化してなる永電磁型吸着装置。