(57)【要約】【課題】筒状磁石で芯材の磁性部に磁力線を集中して強力な磁力を発生させながら、芯材の磁着面での磁着とその解除とを容易にできるようにする。【解決手段】筒心に対して直交方向に磁気ベクトルを持つ筒状磁石２内に、非磁性部３Ｂと磁着面３ａを有する磁性部３Ａとを有する芯材３を軸心方向相対移動自在に挿入し、前記相対移動により磁石２に対向する芯材３の非磁性部３Ｂと磁性部３Ａとを変更可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒心に対して直交方向に磁気ベクトルを持つ筒状磁石内に、非磁性部と磁着面を有する磁性部とを有する芯材を軸心方向相対移動自在に挿入し、前記相対移動により磁石に対向する芯材の非磁性部と磁性部とを変更可能にしていることを特徴とする磁着装置。
【請求項２】
前記芯材は中実又は中空の棒状であり、先端に磁着面を形成した強磁性材製の棒材の後端に非磁性材製の棒材を同心状に固着していることを特徴とする請求項１に記載の磁着装置。
【請求項３】
前記磁石と芯材とを軸心方向相対移動させる移動手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁着装置。
【請求項４】
前記磁石は、磁石粉末と樹脂材料とを混練して構成されるシート状の磁石素材を厚さ方向に着磁して両面２極とし、前記磁石素材を一方の面を巻き込むように少なくとも１回以上巻回して筒状に形成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁着装置。
【請求項５】
前記磁石は、磁石粉末と樹脂材料とを混練して可撓性の筒状に形成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁着装置。
【請求項６】
前記磁石は、筒両端面を覆う非磁性材製の保護板を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の磁石を使用した磁着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石を使って鉄板等の磁性体を磁着するものとして、装置外の磁性体を吸着する第１のマグネットと、この第１のマグネットの近傍に可動に取り付けられた第２のマグネットと、この第２のマグネットを動かす移動手段と有し、前記移動手段によって第２のマグネットを第１のマグネットと極性が異なるように第１のマグネットに重ねて前記磁性体の吸着を解除するように構成された磁気吸着装置がある（特許文献１の特許請求の範囲）。
【特許文献１】特許第２７５９３７１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来技術においては、第１のマグネットの磁着面に沿ってＮ極とＳ極とを形成しているため、磁着面が極となるものに比して磁着力が小さく、磁着用マグネットの他に第２のマグネットを必要とし、２個のマグネットを極性が異なるように移動するのに２倍の磁着力に対抗する移動力を必要とし、装置が大型化する又は磁着力の強力なマグネットが使用し難い、等の問題が生じる。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした磁着装置を提供することを目的とする。
【０００４】
本発明は、筒心に対して直交方向に磁気ベクトルを持つ筒状磁石で、芯材の磁性部に磁力線を集中して強力な磁力を発生させながら、芯材の非磁性部と磁性部との間で移動させて、芯材の磁着面での磁着とその解除とを容易にできるようにした磁着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明における課題を解決するための具体的手段は次の通りである。
第１に、筒心に対して直交方向に磁気ベクトルを持つ筒状磁石内に、非磁性部と磁着面を有する磁性部とを有する芯材を軸心方向相対移動自在に挿入し、前記相対移動により磁石に対向する芯材の非磁性部と磁性部とを変更可能にしていることである。
第２に、前記芯材は中実又は中空の棒状であり、先端に磁着面を形成した強磁性材製の棒材の後端に非磁性材製の棒材を同心状に固着していることである。
第３に、前記磁石と芯材とを軸心方向相対移動させる移動手段を備えていることである。
【０００６】
第４に、前記磁石は、磁石粉末と樹脂材料とを混練して構成されるシート状の磁石素材を厚さ方向に着磁して両面２極とし、前記磁石素材を一方の面を巻き込むように少なくとも１回以上巻回して筒状に形成していることである。
第５に、前記磁石は、磁石粉末と樹脂材料とを混練して可撓性の筒状に形成していることである。
第６に、前記磁石は、筒両端面を覆う非磁性材製の保護板を有することである。
前述した具体的手段による作用は次の通りである。
【０００７】
筒状に形成された磁石は、筒内周面側に一方の磁極のみを有すると共に筒外周面側に他方の磁極のみを有するので、その内部の芯材の磁性部に磁力線が集中した強力な磁力を発生でき、この磁石を芯材の磁性部に対向させることにより、芯材の磁着面に被磁着材を強力に磁着させることができ、磁石を芯材に対して軸心方向相対移動させて非磁性部に対向させることにより、芯材の磁力が解消されて、被磁着材の磁着が解除される。
磁石は被磁着材を磁着するものではないので、芯材との軸心方向相対移動は磁力より小さい力で可能となり、磁着とその解除とが簡単な手段で容易にできる。移動手段を設けることにより、磁石と芯材との軸心方向相対移動を自動化することが可能になる。
【０００８】
前記磁石は、磁石素材の巻き数に応じて、容易に必要に応じた磁力に設定することができ、可撓性を有する磁石を、着磁するための複雑な着磁工程を経ることなく、簡単に形成できる。磁石の筒両端面に非磁性材製の保護板を設けることにより、芯材の磁性部への磁力線の集中がより効果的になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、筒心に対して直交方向に磁気ベクトルを持つ筒状磁石で、芯材の磁性部に磁力線を集中して強力な磁力を発生させながら、芯材の磁性部と非磁性部との間で移動させて、芯材の磁着面での被磁着材の磁着とその解除とを容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１において、磁着装置１は、磁気により磁性材料を吸着する磁気吸着装置であって、筒状（リング状）に形成された磁石２内に、芯材３を軸心方向相対移動自在に挿入して構成されている。
前記磁石２は、永久磁石であって、筒心に対して直交方向（ラジアル方向）に磁気ベクトルを持つように着磁されており、硬磁性材料を筒状に成形したものでもよいが、本発明では後述するように可撓性シート状磁石素材２Ａを丸めて筒状に形成している。
【００１１】
この磁石２は磁石素材２Ａのみでも保形性を有するが、強磁性体製の内筒ヨーク４の筒両端に非磁性材製の保護板５を固定してホルダ６を形成し、このホルダ６で磁石素材２Ａを保形している。
前記ホルダ６は、筒両端の保護板５によって、磁石素材２Ａの筒両端面からは磁力が逃げないにようにし、内筒ヨーク４によって磁力を増幅させ、磁石２内に筒心方向の磁力線がより強力に集中するようにしている。
前記芯材３は中実（又は中空）の棒状体であり、軸心方向に磁性部３Ａと非磁性部３Ｂとが形成され、両部は境界線３Ｃで分かれている。即ち、この芯材３は、磁性材製の棒材で磁性部３Ａとその先端の磁着面３ａとを形成し、磁性部３Ａの後端に非磁性材製の棒材を同心状に固着して非磁性部３Ｂを形成している。
【００１２】
磁性材製の棒材としては、鉄、コバルト、ニッケル又はそれらの合金等を使用するのが好ましく、いわゆる磁石にくっつく強磁性材である。非磁性材製の棒材としては、アルミ、銅、マンガン等が使用でき、実施形態では真鍮が使用されており、磁性部３Ａを固着支持し得る強度を有している。
前記磁石２は、芯材３に嵌合していて軸心方向相対移動自在であり、磁性部３Ａに対向させると、芯材３には磁力線が集中した強力な磁力を発生し、磁着面３ａに鉄板等の被磁着材７を磁着（あるいは吸着ともいう。）する。磁石２を磁性部３Ａから移動して非磁性部３Ｂに対向させると、芯材３には磁力が発生しなくなり、磁着面３ａにおける被磁着材７の磁着が解除される。
【００１３】
前記磁石２は磁性部３Ａに対向しているとき、磁性部３Ａとの間で磁力が働いて相互に吸引し合い、非磁性部３Ｂへの移動を妨げる力が作用するが、その作用力は磁性部３Ａが被磁着材７を磁着する力に比べて遙かに小さいものであり、磁石２を小さな移動力で容易に移動できる。
磁石２は非磁性部３Ｂに対向しているとき、非磁性部３Ｂとの間で磁力が働かないので自由に移動できる。
磁石２が磁性部３Ａから非磁性部３Ｂへ境界線３Ｃを通過しながら移動するとき、磁性部３Ａからの磁着力が急激に低下して、中立状態を過ぎると磁力の反発力が発生して非磁性部３Ｂへ押しやられるように移動する。
【００１４】
磁石２が非磁性部３Ｂから磁性部３Ａへ境界線３Ｃを通過しながら移動するとき、最初は磁力の反発力があるが、中立状態を過ぎると磁性部３Ａからの磁着力が急激に拡大して引っ張られるように移動する。
前記芯材３の磁性部３Ａの軸方向長さ、即ち、磁着面３ａから境界線３Ｃまでの寸法は磁石２の軸心方向長さと略同一が好ましいが、長くても短かくてもよい。
前記磁着装置１は、鉄板等の被磁着材７の運搬に使用する場合は、磁石２と芯材３との軸心方向相対移動を自動化する必要があり、その移動手段８を図２に示している。
【００１５】
磁着装置１は、クレーンその他の搬送装置によって上下移動及び水平移動可能にされた搬送台９に芯材３と移動手段８とを取り付けている。
前記移動手段８は、搬送台９に水平方向摺動自在に支持された一対のカム体１１と、この一対のカム体１１を水平方向に摺動させるアクチュエータ１２と、磁石２に設けられた一対のカムフォロ１３とを有している。
前記一対のカム体１１は２又形状部材に形成されていて連結部を介して一体になっており、各カム体１１には芯材３と交叉する方向の傾斜カム溝１１ａが形成されており、この傾斜カム溝１１ａに前記カムフォロ１３が挿入されて係合している。
【００１６】
前記カムフォロ１３は、磁石２の上保護板に直径方向に一対設けた軸材１４にコロを回転自在に嵌合したものであり、軸材１４のみで形成してもよい。
前記アクチュエータ１２は油圧又は空圧の流体圧シリンダであり、ピストン１２ａの作動によって、カム体１１を図２左右方向に往復摺動させることができる。
カム体１１の右方向の作動により、傾斜カム溝１１ａでカムフォロ１３を介して磁石２を上向き移動させ、磁石２を磁性部３Ａ対向位置から非磁性部３Ｂ対向位置へ変位させる。また、カム体１１を図２左方向に摺動させることにより、非磁性部３Ｂ対向位置にある磁石２を磁性部３Ａ対向位置へ変位させる。
【００１７】
前記搬送台９に複数個の磁着装置１を設ける場合は、全カム体１１を連係させて、１個のアクチュエータ１２で同時に全磁石２を上下移動させればよい。そして、複数個の芯材３で被磁着材７を磁着させ、その状態で搬送台９を上方移動及び水平移動させて、被磁着材７を他の積層被磁着材７から分離して１枚のみを目的の場所まで搬送し、その後にアクチュエータ１２を作動させて、カム体１１の摺動を介して磁石２を上昇させて、芯材３からの磁力を解消して、被磁着材７の磁着を解消する。
前記アクチュエータ１２による磁石２の移動量を調節したり、カム体１１の摺動範囲をストッパで調節したりして、磁石２の下降位置を調節することができ、この下降位置の調節によって、磁石２が磁性部３Ａと対向して重合する長さを変化でき、それによって芯材３における磁力を調節することが可能になり、例えば、芯材３に磁着する鉄板の枚数を変更することが可能になる。
【００１８】
前述した可撓性のある磁石２についてさらに詳述する。
図３は磁石２の製造方法を示しており、先ず、工程（ａ）により、磁石粉末と樹脂材料とを混練した混合物を押出し成型機２０にかけ、可撓性を有するシート状の磁石素材２Ａを製造する。
この磁石素材２Ａは、磁石粉末と高分子重合体とを含有した原料混合物を加熱混錬してコンパウンドＣを作成し、このコンパウンドＣをスクリュータイプの押出し成型機２０に投入し、このコンパウンドＣを一定の圧力で金型２１から押し出してシート状に形成し、その後、シート状のコンパウンドＣを所定長さに切断することにより形成される。
【００１９】
また、上記磁石素材２Ａは、上記押出し成型機２０に代えて、コンパウンドＣを溶融した後に、このコンパウンドＣを一対のロールによって圧延することによって形成することも可能である。
磁石素材２Ａに用いられる磁石粉末としては、フェライト系磁性粉末、ネオジム−鉄−ホウ素系あるいはサマリウム−鉄−窒素系等の希土類磁性粉末等を採用することができる。
一方、高分子重合体としては、合成ゴム又は熱可塑性樹脂が用いられる。
【００２０】
合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。
また、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等のビニル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル、ポリエステルエラストマー、ポリアミド、ポリアミドエラストマー、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー、エチレン酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂であって可撓性を有するものを採用することができ、これら内の複数種を混合したものを採用することも可能である。
【００２１】
また、磁石粉末と高分子重合体との配合比率は、磁石２の用途に応じて調整することが好ましく、全体量に対して磁性粉末を４０容量％〜７０容量％の範囲で設定することが一般的である。
次に、工程（ｂ）によって、シート状の磁石素材２Ａを着磁装置にかけ、この磁石素材２Ａを厚さ方向に着磁して一方の面（表面）に一方の磁極（Ｓ極）のみを顕すと共に他方の面（裏面）に他方の磁極（Ｎ極）のみを顕す両面２極に設定する。
この着磁装置は、所定形状に切り出された磁石素材２Ａを挿通可能な空芯コイル２２であって、この空芯コイル２２による磁石素材２Ａの着磁方法（空芯コイル式着磁方法）においては、先ず、空芯コイル２２の中央孔２２ａ内に磁石素材２Ａを配備する。このとき、空芯コイル２２の軸心方向と磁石素材２Ａの法線方向とを一致させた状態に設定する。そして、この空芯コイル２２にチャージ電流を供給して中央孔２２ａ内に磁石素材２Ａの表裏を貫通する磁界を発生させる。これにより、磁石素材２Ａは両面２極に着磁されることとなる。
【００２２】
また、シート状の磁石素材２Ａへの着磁方法は、上記方法に限らず、所定間隔を設けて対向する一対の磁極帯を有する電磁石による方法も採用可能である（電磁石式着磁方法）。この方法によれば、電磁石に電流を供給してＮ極となる磁極帯からＳ極となる磁極帯に向けて磁力線を発生させ、この磁力線によって形成される着磁ゾーンに磁石素材２Ａを通過させる。これにより、この磁石素材２Ａは両面２極に着磁されることとなる。
その後、工程（ｃ）によって、両面２極に着磁されたシート状の磁石素材２Ａを表面を巻き込むように一回以上巻回する。これにより、円筒状の磁石２を完成する｛工程（ｄ）｝。
【００２３】
この磁石２は、内周面側にＳ極のみを有すると共に外周面側にＮ極のみを有しており、図４、５に示す如く、外周面→内周面→筒心方向端面外方→外周面の方向に向かう磁力線が平面視で筒心を中心として径方向に発生することとなり、これによって、磁石２は、筒心に対して直交方向に磁気ベクトルを有することとなる。
そして、筒心方向において、中央孔の内側から両筒端外側に向かう磁力線（磁気ベクトル）が発生し、磁石２内に芯材３の磁性部３Ａが存在すると、この磁力線がその磁性部３Ａに集中することとなる。
【００２４】
磁石２は、図６に示す如く、磁石素材２Ａを複数回に亘って巻回することにより、筒心に直交する径方向（ラジアル方向）の磁気ベクトルが加重され、且つ内周面と外周面の面積の差が大きな円筒状の永久磁石を形成することができる。図６においては、磁石素材２Ａの外周に外筒ヨーク１４を設けている。
また、このようにシート状の磁石素材２Ａを巻回すると、磁石素材２Ａの一方の面と他方の面とが交互に重なり合うこととなる。つまり、一方の面のＳ極と他方の面のＮ極とが互いに引き合った状態で交互に重なり合うこととなり、これによって、磁石素材２Ａを巻回していく際に対向面どうしを密着させて巻回することができ、磁石素材２Ａの巻回数によって必要に応じた磁力に設定可能である。
【００２５】
なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜６に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、形状、部材、構成等を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
例えば、磁石２は、筒心に垂直な断面の形状を角筒状や楕円筒状等、必要に応じた筒形状に形成することができると共に、筒心方向の長さも任意の長さを設定することができる。
【００２６】
移動手段８は、回動自在にした円盤に傾斜カム溝１１ａを形成しておいて、円盤の回動により磁石２を昇降させるように構成したり、磁石２と芯材３の一方に流体圧シリンダを設けておいて他方を移動するように構成したり、磁石２の非磁性部Ｂへの移動を電磁石で行い、磁性部Ａへの移動をスプリングで行うように構成したり、磁石２を固定しておいて芯材３を移動するように構成したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態を示す断面側面図である。
【図２】移動手段の１例を示す側面図である。
【図３】磁石素材の製造方法を示す説明図である。
【図４】磁石素材の平面図である。
【図５】磁石素材の断面図である。
【図６】磁石の斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      磁着装置
２      磁石
２Ａ    磁石素材
３      芯材
３Ａ    磁性部
３Ｂ    非磁性部
３Ｃ    境界線
３ａ    磁着面
４      内筒ヨーク
５      保護板
６      ホルダ
７      被磁着材
８      移動手段
【図１】
2007123634.tif 000003
【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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