(57)【要約】【課    題】磁着力を最大限に発揮させて、機器を鋼板等の吸磁体に確実に磁着し、回転体であるから、移動自在であり、耐衝撃性及び耐食性に優れ、腐食環境下でも使用可能なマグネットロール複合体を提供すること。【解決手段】マグネットロール複合体１０は、回転軸１１に永久磁石リング１２を装着し、永久磁石リング１２よりも大径の鋼リング１３を永久磁石リング１２の両側に配置して磁着力を著しく向上させ、更に永久磁石１２及び鋼リング１３、１３の外周面、中芯部、外側面を保護層１４、１５、１６で被覆して、耐衝撃性及び耐食性に優れたものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸１１に永久磁石リング１２を装着し、鋼リング１３を上記永久磁石リング１２の平面両側に配置し、上記永久磁石リング１２及び鋼リング１３、１３の外周面及び上記平面両側を保護層で被覆したことを特徴とするマグネットロール複合体。
【請求項２】
上記両側の鋼リング１３の厚み合計aと永久磁石リング１２の厚みｂとの比（ａ／ｂ）を０．３〜３．０としたことを特徴とする請求項１記載のマグネットロール複合体。
【請求項３】
上記鋼リング１３の径を永久磁石リング１２の径より大径にすることを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネットリング複合体。
【請求項４】
上記保護層は、永久磁石リング及び鋼リングを軸支する回転軸１１の周面を被覆する中芯緩衝ゴム１５、上記鋼リング１３の平面両側を被覆する高緩衝性の保護ゴム１６並びに永久磁石リング及び鋼リングの外周面を被覆する磁着面ゴム１４からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマグネットロール複合体。
【請求項５】
上記磁着面ゴムは、柔軟性・緩衝性のゴムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマグネットリング複合体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のマグネットロール複合体を備えたことを特徴とする機器。
【請求項７】
海洋構造物の係留具、鋼構造物の表面に沿って移動する機器から選ばれたものであることを特徴とする請求項６に記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石の磁気による磁力を利用して、鋼板等の機器を被磁性体に一次的又は半永久的に固定又は保持させるためのマグネットロール複合体に関する。
また、本発明は、永久磁石リングの両側に鋼リングを配置して磁着力を高めたマグネットロール複合体に関する。
なお、本発明における磁着力とは、ロールの接する接線方向に垂直の磁気による磁着力を意味する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、永久磁石の磁力を利用して、各種機器類を鋼板等の被磁性体に一時的に又は半永久的に固定又は保持させることは、家庭、工業的に、各種産業で広く行われており、このような磁石を用いた固定具又は保持具では、円盤状や方形の磁石を用い、磁着面積を大きくするように、平坦面に磁極を設けて磁着面としている。
【０００３】
また、マグネットロールも鋼板等の薄板磁性体を水平に磁着して搬送する搬送ロールとして用いられているが、このようなマグネットロールとしては、特開２０００−１４０９２３号公報に記載のように、円柱状又は円筒状に形成され、夫々の端部にＮ極とＳ極を有し、互いに同極同士が向き合うように配置された複数の磁石と、複数の磁石の夫々の両端部に配置された磁性材料からなる板状のポールピースと、複数のマグネットの外周を取り巻く様に配置された非磁性のステンレス鋼からなる円筒ロールとを具備するものがある。
【０００４】
ところが、上記した永久磁石を用いた機器を磁力によって固定しようとすると、永久磁石自体が平坦面を磁着面としているので、機器を位置変更しようとすると、機器を磁着固定の鋼板等の被磁性体又は被着体から取り外す必要があり、重量物を固定又は保持させるような大きな、重量のある永久磁石を用いた機器であると、取り外すにはその強い磁力に打ち勝つためには、ときには機器特有の取外し具を用いた強い力が必要となるため、その脱着には力と手間と煩わしさがかかるという問題があった。
【０００５】
また、上述した搬送用マグネットロールでは、磁石の両側にポールピースを設けているため、磁着力は向上するが、ポールピースをマグネットと同径として、これらの外周面を円筒ロールで取り巻いており、円筒ロールを厚くすると磁着力が低下するため、厚くすることはできず、そのため衝撃が加わると、破損し易く、また、塩水等の腐食性雰囲気中では使用できないという問題があった。また、回転ロール体としても磁着力の点で、重量がかかっている場合に移動自在とまではいかなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４０９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる従来技術に鑑み、本発明では、永久磁石による磁気磁着力を最大限に発揮させて、永久磁石装着のロール複合体を鋼板等の吸磁体又は被着体に確実に磁着し、その位置を磁着力を保持しながらロール回転により上下又は左右に移動自在となり、さらに耐衝撃性及び耐食性に優れ、塩水等の腐食環境下でも使用可能なマグネットロール複合体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、鋼板等の被磁性体又は被着体に磁着しながら小さな外力で回動して位置を自在に変えることができるというマグネットロールの特性を生かして、重量のある機器を支持した状態でマグネットロールを移動可能として用いることについて鋭意検討した結果、永久磁石リングの平面の両側に鋼リングを配置し、さらに永久磁石リング及び鋼リングの外面をゴムなどの保護層で全体的に被覆することにより磁着力が著しく向上するとともに、耐衝撃性及び耐食性に優れ、各種機器の固定具、保持具等として、塩水等の腐食環境下においても安定して使用できることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、次の構成を基本とするものである。
（１）回転軸に永久磁石リングを装着し、鋼リングを上記永久磁石リングの両側に配置し、上記永久磁石及び鋼リングの外周面を保護層で被覆したことを特徴とするマグネットロール複合体。
（２）上記鋼リングの厚み（a）と永久磁石リングの厚み（ｂ）との比（ａ／ｂ）を０．３〜３．０としたことを特徴とする上記（１）記載のマグネットロール複合体。
（３）上記鋼リングの径を永久磁石リングの径より大径にすることを特徴とする（１）又は（２）に記載のマグネットリング複合体。
（４）上記保護層は、永久磁石リング及び鋼リングを軸支する回転軸１１の周面を被覆する中芯緩衝ゴム１５、上記鋼リング１３の平面両側を被覆する高緩衝性の保護ゴム１６並びに永久磁石リング及び鋼リングの外周面を被覆する磁着面ゴム１４からなることを特徴とする(１)〜（４）のいずれかに記載のマグネットロール複合体。
（５）上記磁着面ゴムは、柔軟性・緩衝性のゴムであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のマグネットリング複合体。
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のマグネットロール複合体を備えたことを特徴とする機器。
（７）海洋構造物の係留具、鋼構造物の表面に沿って移動する機器から選ばれたものであることを特徴とする上記（６）に記載の機器。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、軸心に装着した永久磁石リングの平面の両側に鋼リングを配置しているので、永久磁石から発生する磁力線が、鋼リングの外周面に集中して磁石ロールの本来有する磁気による磁着力に加えてその両側の鋼リングの相互作用によって磁着力を飛躍的に向上させることができる。しかも、本発明のマグネットロール複合体は、ロール状の回転体となっているから、吸磁体又は被磁性体に磁着すると同時にロール回転による上下・左右への移動が可能であるので、該マグネットロール複合体を備えた機器の位置を簡単に変えることができる。
本発明におけるマグネットロール複合体の適用に好ましい機器としては、海洋構造物の係留具、陸上や海上の鋼構造物の表面に沿って移動、特に上下移動の必要な機器類を挙げることができる。
【００１１】
本発明のマグネットロール複合体は、図1に示すように回転軸１１に軸支された永久磁石リング１２、鋼リング１３よりなり、その外面を保護層で被覆した構造である。
上記永久磁石リングと鋼リングを組み合わせた本発明のマグネットロール複合体に使用する鋼リングは、永久磁石リング１２よりも大径とするのが適当である。リング径の寸法差によって、衝撃により破損し易い永久磁石リングの肩部を保護する効果がある。
なお、永久磁石リングの径を鋼リングより破損を防ぐ程度に小径にしたことによる磁着力の低下は変わることはない。
【００１２】
また、永久磁石リングと鋼リングの全体を保護層で被覆することが必要である。すなわち、永久磁石リング及び鋼リングを軸支する回転軸の周面を被覆する中芯緩衝ゴム層、上記鋼リングの平面両側を被覆する高緩衝性の側面保護のための保護ゴム層並びに永久磁石リング及び鋼リングの外周面を被覆する磁性ゴムからなる保護層で被覆することによって、磁着力が著しく向上するとともに、耐衝撃性及び耐食性に優れ、各種機器の固定具、保持具等として、塩水等の腐食環境下においても安定して使用できることとなる。
また、鋼リングの外周面を保護する保護層は、磁着面となる鋼リングの外周面では薄く、永久磁石リングの外周面では厚くすることによって、永久磁石リングを衝撃から保護して耐久性を向上させる。
【００１３】
本発明のマグネットロール複合体の磁着力を向上の実態を説明する。
本発明のマグネットロール複合体の鋼リング１３の厚みaと永久磁石リング１２の厚みｂの比（ａ／ｂ）による磁着力の向上の変化を図２に示す。
なお、鋼リングの厚み合計ａは、一方の鋼リングの厚みａ１と他方の鋼リングの厚みａ２との和（ａ＝ａ１＋ａ２）である。
【００１４】
この図によれば、ａ／ｂ＝０の場合（すなわち、永久磁石リングのみ）、磁着力をＸｋｇｆとすると、ａ／ｂ＝０．５（すなわち、磁石リングの厚みの１／４厚の鋼リングを２枚装着）の場合は、マグネットロール複合体の磁着力は、４倍以上になる。
さらにａ／ｂ＝２．０又はそれ以上の場合（すなわち、磁石リングの厚みに比して2枚の鋼リングの厚みの方が２倍か又はそれ以上のとき）には、磁着力はほとんど変わらない高原状態となる。
この図2によれば、鋼リング１３の厚みａと永久磁石リング１２の厚みｂの比（ａ／ｂ）を０．３〜３．０とするときに、磁着力を効果的に発揮できることがわかる。
【００１５】
すなわち、磁着力は、鋼リングを用いた方が永久磁石リング単独の場合よりも磁着力は高くなり、例えば永久磁石単独のときの磁着力をＹ１とすると、２枚の鋼リングを用い、鋼リングの厚みを厚くするに従って磁着力が上がり、磁石リングの厚みと同じときの磁着力Ｙ２は、約６倍近くになっている。この現象は、永久磁石リングの厚みの鋼リングの厚みが2倍近くまで磁着力が飛躍的に向上する傾向が続き、2倍（ａ／ｂ＝２）を過ぎると磁着力はあまり上がらなくなることがわかる。
【００１６】
また、本発明におけるマグネットロール複合体では、回転軸の周面に中芯緩衝ゴムを設け、鋼リングの外側に高緩衝性の側面保護ゴムを設け、永久磁石リング及び鋼リングの外周面に、保護層として柔軟性、緩衝性の磁着面ゴムを設けると、磁石リングに対する緩衝性が著しく向上するとともに、高い耐食性を付与することができる。
特に、磁着面ゴムを伝磁性・導磁性のゴムで形成すると、永久磁石リングからの磁力を伝達しやすくなり、磁着力を大幅に向上できる。
磁着面ゴムの磁着力試験をしてみると、厚さ１ｍｍの一般のゴム板と同厚みの伝磁性、導磁性のゴム板とを比較すると、２０％以上の磁着力を強くすることが可能である。
【００１７】
そのため、鋼板等の磁性体の被着物に対して磁着面積が極めて小さいマグネットロールであっても、一般の家庭又は産業で使用する固定具、保持具又は係止具はもとより、耐食性を必要とし、吃水の変化や潮の満干によって固定位置を変えなければならない、船舶をはじめとする海洋構造物等を係留する固定具としての用途において幅広く使用が可能である。
本発明のマグネットロール複合体は、船舶をはじめとする海洋構造物等の係留具、陸上や海上の鋼構造物の表面に沿って回転移動する機器等に応用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
すなわち、本発明の永久磁石リングは、一方の側面をＮ極、他方の側面のＳ極として、Ｎ極から発生する磁力線を鋼リングの外周面に集中させ、被着材を通して、鋼リングを介してＳ極に導くことにより、磁気閉回路を形成して磁着力を大幅に向上させるものであり、磁石自体は、アルニコ系磁石、フェライト磁石、希土類磁石等何れのものであってもよい。
【００１９】
本発明の鋼リングは、それ自体永久磁石として使用するものではなく、磁性を有する鋼材から形成されたリングであれば使用できるが、安価で加工性の良い低炭素量の軟鋼等の鋼材から形成されたもので十分である。
また、鋼リングを永久磁石リングよりも大径とすると、磁着力の低下を抑制しながら、永久磁石リングを衝撃から保護して耐久性を向上させることができる。
【００２０】
本発明のマグネットロール複合体の外側の保護層は、耐食性と耐衝撃性から天然ゴム（ＮＲ）やスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムが好適に使用できる。
保護層が、鋼板等の被着体に対する磁着面となるゴム層、すなわち、磁着面ゴムの場合には、柔軟性・緩衝性を備えることが好ましく、更に、磁着面ゴムを伝磁性・導磁性のゴムで形成すると、永久磁石リングからの磁力を伝達しやすくなり、着磁力を大幅に向上できる。
このような伝磁性・導磁性のゴムは、ゴム中に多量の鉄粉等の磁性粉末を含有させることにより容易に得ることができる。
【００２１】
また、回転軸の外周に中芯緩衝ゴムを設けることが必要である。中芯緩衝ゴムは、永久磁石リング及び鋼リングが受ける衝撃を緩衝するとともに、永久磁石リング及び鋼リングと回転軸との接触を防止するので、回転軸の材料として、鋼等の磁性材の使用が可能となり、材料の選択が自在になる。              
【００２２】
本発明のマグネットロール複合体は、回転軸に永久磁石リングを装着し、鋼リングを永久磁石リングの両側に配置し、永久磁石及び鋼リングの外周面を保護層で被覆したことによって、磁着力を最大限に発揮させて、機器を鋼板等の磁性体に確実に固定又は保持させるとともに、その位置を磁着しながら容易に変えることができ、耐衝撃性及び耐食性に優れ、塩水等の腐食環境下でも使用可能としたのであって、その具体的な態様に限定はない。
【００２３】
（実施例）
本発明の実施例を図１、２に基づいてより詳細に説明する。
図１は、一部を断面で示した本実施例のマグネットロール複合体の概念斜視図であり、図２は、鋼リングの厚みと磁着力の関係を示す測定図である。
本実施例のマグネットロール複合体１０は、図１に示すように、回転軸１１に永久磁石リング１２を装着し、この永久磁石リング１２よりも大径の鋼リング１３を永久磁石リング１２の両側に配置し、永久磁石リング１２及び鋼リング１３、１３の外周面に保護層１４を被覆している。
【００２４】
回転軸１１は、周面に中芯緩衝ゴム１５が設けられ、該回転軸に軸支された永久磁石リング１２と鋼リング１３、１３は、中芯緩衝ゴム１５を介して装着されている。
保護層１４は、柔軟性及び緩衝性を備えたゴムからなり、磁力線が集中する鋼リング１３の外周面では薄く、すなわち、鋼リング１３の外周面と鋼板等の被着体との間の距離を小さくして、磁着力の低下を抑制し、永久磁石リング１２の外周面では厚くして、永久磁石リング１２を効果的に衝撃から保護する。
また、鋼リング１３の外側面には、高緩衝性の側面保護ゴム１６が設けられ、側面からの衝撃を緩衝して、永久磁石リング１２を保護する。
このように、本実施例のマグネットロール複合体１０は、永久磁石リング１２と鋼リング１３の内面及び外面を、高い緩衝作用を有する中芯緩衝ゴム１５と磁着面ゴム１４及び高緩衝性の側面保護ゴム１６とで被覆しているので、衝撃から永久磁石リング１２を確実に保護するとともに、耐食性も向上する。
【００２５】
本発明のマグネットロール複合体の磁着力は、図２に示すように、永久磁石リングの両側に鋼リングを配置することにより磁着力が著しく向上する。
例えば、図２に示すように永久磁石リングの両側に鋼リングを配置し、永久磁石リングの厚みを一定とし、鋼リングの厚みを変えて、磁着力を測定し、その結果を図で示したもので、縦軸は磁着力（ｋｇｆ）、横軸は鋼リングの厚みａと永久磁石リングｂとの比（ａ／ｂ）である。また、鋼リングの厚みａは、一方の鋼リングの厚みａ１と他方の鋼リングの厚みａ２との和（ａ＝ａ１＋ａ２）であり、ａ１とａ２は同じであっても、異なっていてもよいが、同じ厚み（すなわち、ａ１＝ａ２）であることが好ましい。
なお、Ｙ１（横軸が０）は、永久磁石リングのみでの測定値である。
【００２６】
試験条件を以下に示す。
（１）永久磁石リング：直径１００ｍｍ、厚みｂ：２７ｍｍ
（２）鋼リング：直径１０２ｍｍ／厚みａ１及びａ２＝０ｍｍ、１２ｍｍ、２４ｍｍ、３６ｍｍ、４８ｍｍ
なお、鋼リングの厚みａは、鋼リングの厚みの和（すなわち、ａ＝ａ１＋ａ２）であり、ａ１＝ａ２とする。
（３）試験方法：垂直引上方式
２ｍｍ厚のゴム板で被覆した４ｍｍ厚の鋼板に、永久磁石リングの両側面に、同芯的に鋼リングを磁着させた試料の外周面を着磁させ、その内径部に非磁性金属軸を通し、軸棒の両端を均等に引上げ、その力を測定する。
【００２７】
図２は、この測定結果である。
すなわち、永久磁石のみの場合の着磁力は、２．７ｋｇｆ、鋼リングの厚み１２ｍｍの場合の磁着力は、１５．０ｋｇｆ、２４ｍｍの場合の磁着力は、１８．６ｋｇｆ、３６ｍｍの場合の磁着力は、１９．４ｋｇｆである。この磁着力の向上は、放物線状に磁着力が強くなり、永久磁石のみの場合に対して、永久磁石リングの厚みの1／4程度の鋼リングの厚みでも、磁着力は永久磁石のみの場合の４倍以上にもなり、鋼リングを設けると、磁着力が著しく高めることがわかる。
【００２８】
この結果、鋼リングの厚みａと永久磁石リングｂとの比（ａ／ｂ）が０．３未満では、最大磁着力の２／３以下であり、３．０を越えると、磁着力は向上せずに、鋼リングの厚みが大きくなって、マグネットロールの重量が増えるため、上記比（ａ／ｂ）を０．３〜３．０に設定することが好ましい。
【００２９】
次に、上述した実施例のマグネットロール複合体１０の製造方法を説明する。
まず、回転軸１１の外周に空間を形成するように、回転軸１１を金型に配置し、この空間にゴム材料を鋳込むことにより、周面に中芯緩衝ゴム１５を有する回転軸１１が得られる。
【００３０】
次いで、中芯緩衝ゴム１５を有する回転軸１１に、永久磁石リング１２を挿入した後、鋼リング１３、１３を回転軸１１に挿入して、これらを中芯緩衝ゴム１５上に装着する。その際、鋼リング１３、１３は、永久磁石リング１２の磁力により、永久磁石リング１２の両側に密着する。
【００３１】
回転軸１１に装着された永久磁石リング１２と鋼リング１３、１３は、次に、永久磁石リング１２及び鋼リング１３、１３の外周に空間を形成するように金型に配置し、この空間にゴム材料を鋳込むことにより、永久磁石リング１２と鋼リング１３、１３の外周面に磁着面ゴム１４が形成される。
【００３２】
回転軸１１の両側から、高緩衝性のゴムで円盤状に成形された側面保護ゴム１６を挿入し、鋼リング１３の外側面に密接させて接着することにより、本実施例のマグネットロール１０が得られる。
【００３３】
なお、上述した実施例では、中芯緩衝ゴム１５及び磁着面ゴム１４を、金型によるゴム材料の鋳込みにより形成しているが、中芯緩衝ゴム１５及び磁着面ゴム１４を、予めそれぞれの機能を有するゴム材料でリング体に成形して、組み立てることもできる。また、側面保護ゴム１６は、金型によるゴム材料の鋳込みにより形成してもよい。
【００３４】
以上、詳述したように、本発明は、回転軸に永久磁石リングを装着し、永久磁石リングよりも大径の鋼リングを永久磁石リングの両側に配置し、永久磁石及び鋼リングの外周面、中芯部及び外側面に保護層１４、１５及び１６で被覆したことにより、磁着力と耐衝撃性及び耐食性を向上させて、鋼板等の磁性体に対して磁着面積が極めて小さいマグネットロールであっても、一般の家庭又は産業で使用する固定具、保持具、各種係止具、海洋構造物の係留具や鋼構造物の表面に沿って移動する機器とし幅広く使用を可能としたものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のマグネットロール複合体の概念斜視図である。
【図２】鋼リングの厚みと磁着力の関係を示す測定図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・マグネットロール複合体
１１・・・回転軸
１２・・・永久磁石リング
１３・・・鋼リング
１４・・・磁着面ゴム
１５・・・中芯緩衝ゴム
１６・・・側面保護ゴム
【図１】
2008028168.tif 000003
【図２】
2008028168.tif 000004