(57)【要約】【課    題】取付の相手壁を傷つけることなく、吸着力及び磁着力の両者を兼ね備えた磁吸着装置の提供。【解決手段】ドーナツ状の磁石を保護・支持するための保護枠又は外周にさらに吸着機能を有する保護枠を有し、且つ中央に吸盤を備えてなる構造を持つ、磁石による磁着力及び吸盤による真空吸着力の両者を持つ壁面磁吸着装置。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドーナツ状の磁石を保護・支持するための保護枠及び該保護枠中央部に吸盤を備えてなることを特徴とする磁着力及び吸着力を備えた壁面磁吸着装置。
【請求項２】
保護枠の外周囲部が、さらに吸着機能を有することを特徴とする請求項１に記載の壁面磁吸着装置。
【請求項３】
上記保護枠の天井部には、該装置の取外しを容易にするための空気貫通孔を備えてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の壁面磁吸着装置。
【請求項４】
保護枠の端部が、磁着面より0.05〜5mm突出することによって相手壁の表面を保護することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の壁面磁吸着装置。
【請求項５】
吸盤と保護枠が一体化形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の壁面磁吸着装置。
【請求項６】
吸盤と保護枠が、それぞれ支持具に取り付けられてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の壁面磁吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取付け相手の壁面に確実に、長期間にわたって密着可能で、大きな荷重にも耐えることができ、しかも簡便に密着状態の解除が可能な壁面磁吸着装置に関する。
本発明における壁面磁吸着装置とは、壁面に対して磁石による磁着力と真空吸盤による吸着力の両者を兼ね備えた装置をいう。
【背景技術】
【０００２】
壁面に痕を残さない密着具類としては、マグネットの磁着力や吸盤による真空吸着力を利用するものが代表的なものとして知られるが、磁着力のみや吸盤のみによる壁面密着具は、密着状態の解除ないし取外しが容易にできることから、簡便な事務用や家庭用のフック類として多用されている。とりわけ、永久フェライト等から形成された磁石式の製品類は、取外しあるいは密着状態の解除の簡便さから広く用いられてきている。
しかし、これらの事務用や家庭用の壁面密着具では、簡便さはあるが、相手壁が磁着可能なものに限られる上に、壁面密着強度が一般に小さく、フックに重量の大きいものを掛けたり、磁石面には被覆するときもあり、その被覆の程度によって、磁着力が不足して脱落することもある。
【０００３】
永久フェライト磁石による磁着力の利用の製品は極く日常的に汎用されている。これらの磁力は半永久的で、磁着力の長期維持は、５０年で２％程度の減衰と言われており、磁着力の永続性には問題がない。
しかし、磁着力の強さが問題で、真空吸着力よりは弱く、単位面積当たり吸着力の１／３程度といわれており、さらに衝撃によって割れたり、欠けたりする欠点があり、工業用として大きな磁着力の製品を得ようとすると、製品の大型化が避けられなかった。これに換えて小容積で、大容量の磁着力を得ようとすると、強力な磁性材料を使用するしかなく、経済性の面で問題があった。
【０００４】
吸盤方式の密着具は、平滑面の上に吸盤壁の弾力以上の力で押しつけるという簡単な操作で大気圧を利用した強力な吸着力を得ることができる経済性の高い装置であり、古くから、主として事務用や家庭用として製品が実用化されていた。しかし吸着力が、長期間維持できないという欠点があり、危険のともなう工業用としての利用には限界があった。これは、密着具に用いる吸盤壁が、その弾力性で復元力が強く、絶えず外気を吸い込もうとするため、吸着接面には微妙な凹凸があったり、また吸盤を構成する材料が若干にしろ空気透過性があるほか、吸盤壁がゴム等の弾性体で構成されているので、外傷を受けたり、捲り力や剥離力を受けやすいためなどに起因するものと考えられている。
【０００５】
吸盤と磁石の両者を兼ね備えた密着具自体は公知であり、例えば、複数個の磁石と吸盤との両者を併用した取付け具や磁石と複数の吸盤を組み合わせたものが知られている（特許文献１；実開昭６０−１２６７２２号公報、特許文献２；特開平０５−０６７５１８号公報）。
また、弾性体からなる吸盤に磁石を埋め込み、吸盤が吸着状態にあるときに金属壁面に埋め込まれた磁石が機能し、磁化された磁性体を吸盤組成の弾性体と一体化した吸盤を用いて吸盤の吸着力の向上を図ったもの（特許文献３；実開昭４９−０９１６６７号公報、）、吸盤と磁石の両者を用いて磁石が有効に機能し、吸盤が吸着する平坦な面を有する車体に密着することの容易にできる自動車の防暑カバー（特許文献４；実開昭４７−０２６９３４号公報）が開示されている。
【０００６】
しかしながら、これらの吸盤と磁石の両者を備えた壁面密着具であっても、磁石や吸盤の形状及び配置の理由からか密着強度が十分ではなく、さりとて密着状態の解除も容易ではなかった。そこで、密着状態の解除をするため吸盤本体の外周縁に止片部を設置すること（特許文献５；実開平０１−１４３４１７号公報）も知られるが、密着状態を解除する際に、磁石が密着面をずれて移動することにより密着面に傷が付いたりして美観が損なわれるばかりか損傷箇所から錆の発生の原因になったりしていた。
【特許文献１】実開昭６０−１２６７２２号公報
【特許文献２】特開平０５−０６７５１８号公報
【特許文献３】実開昭４９−０９１６６７号公報
【特許文献４】実開昭４７−０２６９３４号公報
【特許文献５】実開平０１−１４３４１７号公報
【０００７】
上述するように磁石方式にしろ、吸盤方式にしろ、壁面への密着強度が十分でなくても、家庭用や事務用の場合は、重大な危険を引き起こすことはないが、工業用のように大型の壁面密着具になると、壁面密着強度の不足に帰来する危険性は限りない。これらの工業用途で壁面密着具類が、事故などで脱落すると、大きな事故を引き起こす。このため、大型や工業用の吸盤方式の密着具は、実用化製品は少ない。
大型や工業用の壁面密着具は、圧倒的に磁石方式の製品が使用されているが、大きな壁面密着強度が要求され、大型にともなう重量が負担となり、該密着具が脱落したような場合には、例えばオイルフェンス取付け具のようなものでは大きな環境汚染を引き起こすこととなる。また、大きな力で密着相手の壁面をずれ動くので、壁面に傷つけたりすることもあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、家庭用、事務用、さらには工業用に安全に用いることが可能な壁面密着具の提供が課題であり、強力な壁面密着強度を有するばかりか、壁面密着具類を壁面から取外したり、あるいは密着状態を解除するのが簡便で、しかも壁面上をずれ動いたりしたときにも、壁面を傷つけたり、壁面に錆を発生させることのない壁面密着具の提供を目的とする。
したがって、本発明の磁吸着装置では、磁石と吸盤の有する双方のパワーをフルに発揮させる結果として、磁着力と吸着力による壁面への密着強度を予想以上に向上するという作用を発揮することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の主な構成は、ドーナツ状の磁石の周辺を保護・支持する弾性体保護枠及び吸盤からなる。ドーナツ状の磁石の中央の空隙に吸盤を設けた壁面磁吸着装置で、ドーナツ状の磁石中央に設けた吸盤が相手壁面に強く密着し、保護枠で保護・支持された磁石の磁着面が強力に密着する。特にリング状の磁石の外縁の保護枠自体も、吸盤構造とすることによって、さらに強力な磁吸着力を発揮せしめることができる。
【００１０】
本発明の構成は、以下のとおりである。
〔１〕ドーナツ状の磁石を保護・支持するための保護枠及び該保護枠中央部に吸盤を備えてなることを特徴とする磁着力及び吸着力を備えた壁面磁吸着装置。
〔２〕保護枠の外周囲部が、さらに吸着機能を有することを特徴とする〔１〕に記載の壁面磁吸着装置。
〔３〕上記保護枠の天井部には、該装置の取外しを容易にするための空気貫通孔を備えてなることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の壁面磁吸着装置。
〔４〕保護枠の端部が、磁着面より0.05〜5mm突出することによって相手壁の表面を保護することを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の壁面磁吸着装置。
〔５〕吸盤と保護枠が一体化形成されていることを特徴とする〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の壁面磁吸着装置。
〔６〕吸盤と保護枠が、それぞれ支持具に取り付けられてなることを特徴とする〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の壁面磁吸着装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の壁面磁吸着装置は、弾性体からなる磁石保護枠に併設した吸盤をドーナツ状磁石の外周全域に設け、磁石中央に弾性体からなる吸盤を設けることにより、瞬間的な衝撃力や引張力に対応した強力な磁吸着力を有しており、吸着力と磁着力の相乗作用により、大容量の力に耐えることができ、しかも密着状態の取外しは、空気貫通孔の利用により容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明では、異方性フェライト大型リングタイプのリング状磁石の磁着力を有効に活用できるが、例えば外径134φ（内径75φの孔）、高さ20mmのドーナツ状の大型磁石の場合、磁着力は約32kgに達している。
また、本発明において、上記磁石の保護枠として用いる弾性体は、ゴム材料や熱可塑性樹脂弾性材料を包括するもので、天然ゴムや、クロロプレンゴムやＮＢＲなどの合成ゴム、熱可塑性ポリウレタン系やポリスチレン系エラストマー等である。エラストマー素材を弾性体の成形母材とすることにより、成形加工が容易となり、エラストマー本来の柔軟性や可撓性を利用して、吸盤も容易に設けることができる。
【００１３】
また、弾性体からなる磁石保護枠の密着面を磁石の磁着面より若干突出させるのが好ましい。これは、本発明の壁面磁吸着装置が、磁着状態で磁着面をずれ動く場合に、磁石が直接的に相手方壁に密接触していると、この接触面を傷つけることになるが、磁着面が若干窪んでいることにより、弾性保護枠により傷つけることがない。磁着面からの突出部の程度は、磁石保護枠の組成、磁石の大きさや磁着力、吸着力によっても異なるが、磁石の磁着強度に影響を与えない範囲で磁着面より0.05〜5mmの範囲で突出させておくのが適当である。
【００１４】
本発明の磁吸着装置を図面で説明する。
本発明の壁面磁吸着装置１は、取付け前の自然状態を図１〜図４に示すもので、図１は、本発明の磁吸着装置の断面図、図２はその斜視図、図３は本発明の磁吸着装置（別例）の断面図、図４は同じく図３の磁吸着装置の斜視図、図５は、図４の磁吸着装置が相手壁に磁吸着時の状態を示す。また、図６は、本発明の磁吸着装置の取外し時の一例を示す。
【００１５】
図面によってさらに詳細に説明する。
本発明の磁吸着装置１は、図１及び図２に示すように、外側部に磁石１１と中央部に吸盤４を備え、磁石の外周部には磁石を保護・支持被覆する保護枠２によって保護・支持されている。保護枠によって直接的にドーナツ状磁石の外周・内周を保護・支持被覆してもよいし、吸盤４とともに支持具３に一体的に把持させてもよい。保護枠２の下端部は、磁石表面より若干突出しており、これは磁石が相手壁に磁着したときに、表面ずれによる壁表面の損傷防止のためである。さらに、磁吸着装置の取外しを容易にするために、支持具３に脱気のための貫通孔６１、貫通孔栓６が設けられている。また、磁吸着装置の取外しのときには、図６に示すように中央部吸盤はずし紐６２を貫通孔栓６に連結することによって、中央部吸盤の取外しをより容易にすることもできる。
【００１６】
本発明の磁吸着装置の使用に際しては、第一段階として吸着力を、第二段階として磁着力を機能させる。
第一段階では、先ず、取っ手９により中央の吸盤４を相手壁に強く押しつけると、吸盤４の真空吸着部４１の空気が押し出されて吸着力が働き、相手の壁面に密着する。磁着力に先がけて吸着力を機能させるために、吸盤４は、磁石保護枠２の表面線より高く位置させておく（相手壁に近づけておく）。また、吸盤４の吸着面４２の高さの程度は、求める吸着力、吸盤面積との関連によって定まるが、吸盤４の吸着面積を広くとる場合には、上記吸着面の高さは低い（磁着面に近い）方が好ましい。また、吸盤の真空吸着部４１の容積は、適宜定めればよいが、強い吸着力の必要なときは、大きくとる必要がある。磁石を被覆・支持する磁石保護枠２と吸盤４は弾性体素材で一体的に形成されてもよいし、磁石保護枠２と吸盤４が別々に支持具３に保持されるようにしてもよい。
【００１７】
磁吸着装置の使用の第二段階は、吸盤４の壁面より吸着の後に、磁石保護枠２に保護された磁石部１１を相手壁に押しつけると、磁石１１の磁力で相手壁に密着する。このとき磁石を保護・支持する保護枠２の外周は、突条として磁着面より若干高くしているのは、磁着面が直接的に相手壁に密着してずれ動き等によって壁面を損ねることを防ぐためである。
磁吸着装置１の壁面からの取外し、あるいは密着状態を解除するときには、貫通孔栓６を抜き、適宜、中央部吸盤はずし紐６２を引張ることによって中央部吸盤の端部を取外し、さらに、取っ手９を磁石外し突起８を協同させて持ち上げることにより壁面より容易に取り外すことができる。
【００１８】
図３〜図５に示す磁吸着装置１は、図１のものの別例で、磁石部１１の保護枠２の外周部に追加的に吸盤２１を備えており、他の構成は上記磁吸着装置１と同じで、吸着・磁着の操作も図１のものと同様である。磁吸着装置１’の相手壁への磁着時の状態は、図５に示す通りである。すなわち、磁吸着装置１’では、吸盤４の真空吸着部４１の空気を押し出して、さらに磁着面と相手壁との間の空気を押し出すと同時に磁石部１１の磁着力によって相手壁に密着させる。
この磁吸着装置１’では、磁着力の外に２個所の吸着力を活用できるから、磁吸着力は磁吸着装置１に比して大幅に向上する。磁吸着装置１’を取り外すときには、貫通孔栓６を抜き、空隙部５に外気を入れて、外周吸着部と中央吸着部への空気流入を図り、吸盤外し紐６２を持ち上げ、さらに取っ手９を持ち上げることによって容易に取り外すことができる。このとき、貫通孔栓に連結する中央部吸盤はずし紐６２を引張ることにより中央部の吸盤をより容易に取外しが可能となる。
【実施例１】
【００１９】
磁石板、吸盤を取り付ける相手壁は一般的な鉄製表面の板を使用し、表１の吸着装置を直接的に取り付けて、相手壁に対する磁吸着力（密着力）を調べた。
本発明製品としては、ドーナツ状のフェライト系磁石（外径10cm、孔径５cm）を用い、その外周及び内周をゴムエラストマーの保護枠で保護・支持し、中央部に直径4.4cmの吸盤を設ける。吸盤は、略半球状である。この製品の磁石周辺に位置する保護枠は、磁石の磁着面より0.5mm高い（本発明製品(1)；(Ｅ)）。
上記構成に加えて、さらにドーナツ状磁石の外周の保護枠として外径12cmの吸盤域を設ける（本発明製品(2)；(Ｆ)）。
磁吸着力の比較のために、外径10ｃｍの円板磁石(A)、外径12ｃｍの円板磁石(B)、外径10cm、孔径５cmのドーナツ状磁石(C)の磁着力、外径10ｃｍの吸着盤の吸着力を調べた。
そのときの磁着力、吸着力を対比すると、表１のとおりである。
【００２０】
【表１】
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＊(1)  ：（Ｚ）kg/cm2＝（Ｙ）kg  ÷（Ｗ）cm2
＊(2)  ：吸着力（Ｙ）＝磁吸着力(X+Y)−磁着力（X）（すなわち、31.7 kg−18.8 kg）
＊(3)  ：（Ｙ）は、製品１と同一吸盤を用いるから、同一吸着力とした。
＊(4)  ：（Ｙ）＝77.7kg(X+Y)−（18.8kg＋12.9kg）＝46.0kg
【００２１】
[結果の総括]
上記表からみると、(A)専有面積78.5cm2 （半径5cmの円板磁石）の磁着力が、22.0kg（単位面積当たり0.28kg/cm2 ）、(C)孔を有する同径の円板磁石の磁着力が18.8kg（単位面積当たり0.32kg/cm2）であるのに対して、同専有面積ではあるが、中央部に吸着部を有する本発明の装置（本発明製品(1)；(Ｅ)）は磁吸着力が31.7kg（単位面積当たり0.40kg/cm2）で、単位面積当たりの磁着力及び吸着力を合わせた磁吸着力は、同面積の磁着力のみのもの(A)に比して1.43倍である。さらに、外周部に第２の吸着部を設けた場合（本発明製品(2)；(Ｆ)）の場合、同専有面積当たり、同じく磁吸着力は2.34倍である。
このことは、円形磁石の中央部に孔を設けたドーナツ形状磁石の中央部に吸盤を設けた場合には、同面積の磁着力のみの場合よりも、磁吸着力は大きくなり、さらにドーナツ形状磁石の外縁部に追加的に吸盤を設けた場合は飛躍的に磁吸着力のあることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の磁吸着装置の断面図
【図２】図１の磁吸着装置の斜視図
【図３】本発明の磁吸着装置（別例）の断面図
【図４】図３の磁吸着装置の斜視図
【図５】図４の磁吸着装置が相手壁に磁着（磁着と吸着）時の状態図
【図６】磁吸着装置の取外し状態図
【符号の説明】
【００２３】
１    本発明の壁面磁吸着装置
１’  本発明の壁面磁吸着装置の別例
１１  リング状の異方性フェライト磁石
２    磁石保護枠
２１  磁石保護枠の吸盤
３    磁石と保護枠の支持具
４    吸盤
４１  吸盤の真空吸着部
４２  吸盤の吸着面
５    磁着面との間の空隙
５１  磁石保護枠の吸着面
６    貫通孔栓
６１  貫通孔
６２  貫通孔栓と連結した中央吸盤はずし紐
７    壁面側の磁着・吸着面
８    磁石はずし突起
９    取っ手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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