(57)【要約】【課題】寸法や筒軸に垂直な方向の断面形状の制限を緩和することができ、然も、容易に必要に応じた磁力に設定することができるラジアル着磁された筒状の磁石体を提供する。【解決手段】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性体２を厚さ方向に着磁して両面２極とし、一方の面を巻き込むように前記磁性体を少なくとも１回以上巻回して筒状に形成する。【選択図】図１
2007103874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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性体を厚さ方向に着磁して両面２極とし、前記磁性体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たことを特徴とする磁石体。
【請求項２】
磁石粉末と樹脂材料とを混練して構成される可撓性の筒状に形成していて、厚さ方向の着磁により筒軸に対して直交方向に磁気ベクトルを持つことを特徴とする磁石体。
【請求項３】
筒内周面又は筒外周面の少なくとも一方の全周に亘ってヨークが配備されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁石体。
【請求項４】
中実又は中空の強磁性体の棒材を内嵌していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の磁石体。
【請求項５】
前記棒材の一端若しくは両端には、強磁性体の螺合締結具を締結動作させるために係合する係合部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の磁石体。
【請求項６】
磁石粉末と樹脂材料とを混練した後にシート状に形成して磁性体を形成した後、該磁性体を厚さ方向に着磁して両面２極とし、その後、前記一方の面を巻き込むように前記磁性体を少なくとも１回以上巻回して筒状に形成したことを特徴とする磁石体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状に形成された磁石体及び該磁石体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒状又はリング状に形成された磁石体は、外周２極、外周多極、内周２極、内周多極等の方向に着磁されている。特に、内周多極に着磁された磁石体は、電装品、家電品、情報端末機器等に使用される永久磁石式回転機の永久磁石として用いられ、その用途は拡大の一途をたどっている。
しかしながら、これらの着磁方向においては、磁石体の内周面や外周面の周方向にＮ極とＳ極とが交互に隣接して着磁されている構成となっているため、磁石体の周方向に強力な磁力を有するものの、筒軸方向や径方向には周方向の磁力よりも小さな磁力を有するのみである。
【０００３】
そこで、磁石体の内周面と外周面にそれぞれ異なる磁極を着磁するラジアル着磁が開発されている。該ラジアル着磁によれば、磁石体の磁力線は、外周面→内周面→筒軸方向端面外方→外周面の方向（若しくは逆方向）に向かう磁力線が発生することとなり、これによって、磁石体は、筒軸方向や径方向に強力な磁力を有することとなる。
特許文献１には、リング状の磁石体にラジアル着磁を施す方法が開示されている。該方法によれば、リング状の磁石体と、該磁石体の内周面に沿って嵌め込まれた内鉄心と、磁石体の外周面を覆う外鉄心と、巻線コイルを内部に装着した磁気ヨークとによって閉磁路を構成し、巻線コイルに直流電流を流すことにより、該巻線コイルから発生する磁界によって磁気ヨークの磁気モーメントが整列される。これ伴って、閉磁路内を巻線コイルの内側から外側に向かって流れる磁場が発生することとなり、該磁場によって磁石体はラジアル方向に着磁されるのである。
【特許文献１】特開平５−４７５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記着磁方法は、内周面が外周面に比べて極めて小さい筒状の磁石体等、中央孔の孔径が小さい磁石体や内周面と外周面の面積の差が大きい磁石体に採用することが困難であり、磁石体の寸法や筒軸に垂直な方向の断面形状が制限されてしまう問題があった。また、上記着磁方法によれば、既に筒状に形成されている磁石体に着磁を施すため、磁力の大きさを必要に応じて設定することが困難である問題があった。
そこで、本発明は、寸法や筒軸に垂直な方向の断面形状の制限を緩和することができ、然も、容易に必要に応じた磁力に設定することができるラジアル着磁された筒状の磁石体及び該磁石体の製造方法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】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
即ち、本発明に係る磁石体は、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性体を厚さ方向に着磁して両面２極とし、前記磁性体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たことを特徴とする。
これによれば、磁石体は、筒状に形成されて且つ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こととなる。また、既に着磁されたシート状の磁性体を巻回することにより容易に形成されるので、着磁工程に起因する磁石体の寸法や筒軸に垂直な断面の形状の制限が緩和されることとなる。また、磁性体の巻き数に応じて、容易に必要に応じた磁力に設定することができる。
【０００６】
また、本発明に係る磁石体は、磁石粉末と樹脂材料とを混練して構成される可撓性の筒状に形成していて、厚さ方向の着磁により筒軸に対して直交方向に磁気ベクトルを持つことを特徴とする。
これによれば、磁石体は、筒軸及び該筒軸を包囲する内周に強力な磁力を有することとなるのである。
また、筒内周面又は筒外周面の少なくとも一方の全周に亘ってヨークが配備されていることが好ましい。これにより、磁力線がヨークに集中することで筒状に形成された磁性体の磁力が増幅されることとなる。
【０００７】
また、上記磁石体に中実又は中空の強磁性体の棒材が内嵌していることが好ましい。これによれば、棒材の先端に磁力線が集中することとなり、該棒材の先端に強力な磁力を有することとなる。
また、この性質を利用して、前記棒材の一端若しくは両端に、強磁性体の螺合締結具を締結動作させるために係合する係合部を形成することはさらに好ましい。
これによれば、係合部に螺合締結具を強力に吸着させることができる。
さらに、本発明に係る磁石体の製造方法は、磁石粉末と樹脂材料とを混練した後にシート状に形成して磁性体を形成した後、該磁性体を厚さ方向に着磁して両面２極とし、その後、前記一方の面を巻き込むように前記磁性体を少なくとも１回以上巻回して筒状に形成したことを特徴としている。
【０００８】
これによれば、着磁工程に起因していた磁石体の寸法や筒軸に垂直な方向の断面形状の制限が緩和されることとなる。
また、シート状の磁性体を巻回する容易な作業によって、内周面に一方の磁極のみを有すると共に外周面に他方の磁極のみを有する筒状の磁石体を形成することができるため、筒状の磁石体にこの様に着磁するための複雑な着磁工程を経る必要はなく、製造工程の簡略化及び製造コストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、筒状の磁石体の寸法や筒軸に垂直な方向の断面形状の制限を緩和することができ、然も、磁石体の磁力を必要に応じて容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明していく。
図１は、本発明に係る磁石体１の製造工程を示している。
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９０にかけ、可撓性を有するシート状の磁性体２を製造する。
該磁性体２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、該コンパウンドＣをスクリュータイプの押出し成型機９０に投入し、該コンパウンドＣを一定の圧力で金型９１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。
【００１１】
また、上記磁性体２は、上記押出し成型機９０に代えて、コンパウンドＣを溶融した後に、該コンパウンド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。
磁性体２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。
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。
【００１２】
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。
また、磁石粉末と高分子重合体との配合比率は、磁石体１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。
【００１３】
次に、工程（ｂ）によって、シート状の磁性体２を着磁装置にかけ、該磁性体２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。
該着磁装置は、所定形状に切り出された磁性体２を挿通可能な空芯コイル９２であって、該空芯コイル９２による磁性体２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９２の中央孔内９３に磁性体２を配備する。このとき、空芯コイル９２の軸心方向と磁性体２の法線方向とを一致させた状態に設定する。そして、該空芯コイル９２にチャージ電流を供給して中央孔９３内に磁性体２の表裏を貫通する磁界を発生させる。これにより、磁性体２は両面２極に着磁されることとなる。
【００１４】
また、シート状の磁性体２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）。該方法によれば、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、該磁力線によって形成される着磁ゾーンに磁性体２を通過させる。これにより、該磁性体２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性体２を表面を巻き込むように一回以上巻回する。これにより、円筒状の磁石体１を完成する（工程（ｄ））。
【００１５】
該磁石体１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２及び図３に示す如く、外周面→内周面→筒軸方向端面外方→外周面の方向に向かう磁力線が平面視で筒軸を中心として放射状に発生することとなり、これによって、磁石体１は、筒軸に対して直交方向に磁力線（磁気ベクトル）を有することとなり、また、中央孔の両端に、筒軸を中心として中央孔の内側から外側に向かう磁力線（磁気ベクトル）が集中することとなる。
また、本発明に係る磁石体１によれば、図４に示す如く、磁性体２を複数回に亘って巻回することにより、筒軸を中心として該筒軸に直交する径方向（ラジアル方向）に着磁され且つ内周面と外周面の面積の差が大きな円筒状の磁石体１を形成することができる。
【００１６】
また、この様にシート状の磁性体２を巻回すると、磁性体２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、磁性体２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ると共に、最も外側に位置することとなる端部を接着剤や留め具等によって止めておく必要が無く、磁性体２を巻回する容易な作業のみによって円筒状の磁石体１が形成されるのである。
また、上述の磁石体１は、ラジアル方向にＮ極とＳ極が交互に層状に重なり合うことにより、ラジアル方向に磁石を重ねた状態となるため、磁性体２を巻き数を増大させることによって磁石体１の磁力を増幅させることができる。もちろん、巻き数を減少させることにより磁石体１の磁力を減少させることもできる。即ち、上記磁石体１は、磁性体２の巻回数によって必要に応じた磁力に設定可能なのである。
【００１７】
また、図４に示す磁石体１は、巻回した磁性体２を内筒３と外筒４の２つのヨークによって挟み込むことによって形成されている。ここで、ヨークとは、強磁性体の素材によって形成されて磁性体の磁力を増幅させるものであり、これによって、内筒３の内周面及び外筒４の外周面に顕れる磁力が増幅されることとなる。また、内筒３及び外筒４の両端に磁力線が集中することとなり、これによって、磁石体１の筒軸方向の磁力が増幅されることとなる。
本発明に係る磁石体１は様々な使用用途を有しており、以下に、本発明の磁石体１の実施例を示す。
［実施例１］
図５は、磁石体１をねじ回し工具１０に用いた実施例を示している。
【００１８】
該ねじ回し工具１０は、モータ駆動の回転機構（図示省略）を備えた本体１１と、該本体１１の回転機構の先端に配備されたチャック部１２と、該チャック部１２に着脱自在に取り付けられるビット体１３とを備えている。チャック部１２は、回転機構によって回転するものであって、該チャック部１２に断面六角形状に形成された凹状装着部１２ａに装着されたビット体１３は、チャック部１２と一体に回動することとなる。
該ビット体１３は、長尺状の棒体によって形成され、一方の端部が前記凹状装着部１２ａに装着可能な断面六角形状に形成されており、該一方の端部には前記凹状装着部１２ａの側壁に出退自在に配備された係合ピン１２ｂに係合する係合溝１４が形成されている。また、ビット体１３の他方の端部には、ねじ回し工具１０によってねじ込み力を付与されるねじ（螺合締結具）Ｐのねじ頭に形成された十字溝ｇに嵌合するビット部（係合部）１５が形成されている。
【００１９】
そして、磁石体１は、ビット体１３を内嵌した状態で該ビット体１３の軸方向中途部に装着されている。
該磁石体１は、ビット体１３に外嵌可能な鉄製の内筒３と、該内筒３に巻き付けられたシート状の磁性体２と、該磁性体２に外嵌する鉄製の外筒４とから構成されており、ビット体１３は、磁石体１に挿通した状態で該磁石体１に固着されている。
前記磁性体２は、外筒側にＮ極を有すると共に内筒側にＳ極を有しており、中央孔の両端には筒軸を中心として筒軸方向に沿う磁力線が発生している。この磁力線は、磁石体１に内嵌しているビット体１３内を通過してその両端から磁石体１の外周面に向かうこととなる。これにより、ビット部１５の先端に磁場が生じて十分な磁力が付与されることとなり、ねじＳは該ビット部１５の先端に強力に吸い着くこととなるのである。
【００２０】
また、上記実施例１においては、ビット体１３の中途部に磁性体２を巻き付けることにより、ビット体１３をヨークとした磁石体１を構成することができる。或いは、磁性体２をビット体１３を内嵌可能な形状に巻回形成することにより磁石体１を構成することも可能である。
また、螺合締結具Ｐはタッピンねじや木ねじ等の他のねじ類を採用することができる。螺合締結具Ｐを六角ボルトや四角ボルト等のボルトとし、該ボルトに係合する係合部を有して該ボルトにねじ込み力を付与するレンチ具を棒状とし、該レンチ具の軸方向中途部に磁石体１を装着する構成を採用することも可能である。
［実施例２］
図６は、磁石体１をフロートスイッチ２０に採用した実施例を示している。
【００２１】
該フロートスイッチ２０は、液体収容タンクの上板ｂに取り付け可能とされており、リング状のフロート２１と、該フロート２１の移動を案内するパイプ２２と、該パイプ２２を支持する支持部２３とを備えている。
フロート２１は、磁石体１と、該磁石体１を覆うリング状の外装体２４とから構成され、液体収容タンクに収容される液体に浮上可能に構成されており、該液体の液面レベルＬに応じて上下動する。また、該磁石体１は、真鍮等の非磁性体の材料からなるリング体６に磁性体２を巻回して形成されている。
【００２２】
また、パイプ２２は、非磁性の材料を直管状に形成してなり、鉛直方向に配されると共にフロート２１を遊嵌して該フロート２１の上下動を案内可能に形成されている。また、パイプ２２の内部には、所定の高さ位置にリードスイッチ２５が配備されている。パイプ２２の下端部には、フロート２１の抜け止めとなるストッパ２６が取付けられている。
また、パイプ２２の上端部に前記支持部２３が配備されている。該支持部２３は、円筒部２７と、該円筒部２７の上部に設けられたフランジ部２８とから構成され、円筒部２７の中央孔にパイプ２２の上端部が嵌合している。また、支持部２３の上部からリードスイッチ２５のリード片に連結されたケーブルが導出されている。また、前記上板ｂとフランジ部２８の内面との間にはパッキン（図示省略）が配備されており、該パッキンを挟持した状態でフランジ部２８が締結部材２９を介して上板ｂに固定されている。
【００２３】
該フロートスイッチ２０においては、液面レベルＬの上昇に伴ってフロート２１とリードスイッチ２５とが所定距離まで接近すると、磁石体１の磁力を感知してリードスイッチ２５のリード片が閉じ、これによってリードスイッチ２５がオンとなって液面レベルＬが検出される。
本実施の形態においては、フロート２１の内周面側には、磁石体１によって一方の磁極（Ｓ極）のみが顕れているため、パイプ２２の軸心上には、該一方の磁極のみが顕れる領域（場）Ｆが形成されることとなる。
【００２４】
リードスイッチ２５は、フロート２１の内の磁石体１によって形成されるこの様な領域Ｆ内を液面レベルＬの上昇／下降に伴って相対移動することとなるため、該リードスイッチ２５とフロート２１との位置関係によってリードスイッチ２５を動作させる磁極が切り替わることはない。これにより、該磁極の切り替わり等に起因するリードスイッチ２５の誤作動が発生する虞はない。
また、磁石体１による磁界がパイプ２２の軸心方向に形成されることとなり、これによって、リードスイッチ２５の作動領域（感知領域）が拡大されることとなる。
［実施例３］
図７は、磁石体１を推力発生装置３０に採用した実施例を示している。
【００２５】
該推力発生装置３０は、中実とした棒状の磁石体１と、該磁石体１に遊嵌するリング状のコイル３１とを備えている。
該磁石体１は、強磁性体の金属からなる棒材７と、該棒材７に巻回された磁性体２とから構成されている。該磁性体２は、巻回方向に対して幅広に形成されており、該磁性体２を棒材７に複数回に亘って巻回することにより、磁石体１は、一方の磁極（本実施例においてはＮ極）のみを顕す外周面を軸心方向に長く有することとなる。また、該磁石体１は、その両端が固定具（図示省略）に固定支持されている。
【００２６】
また、コイル３１は、磁石体１に遊嵌可能な円筒状に形成されており、筒部材３２の外周面にリード線３３が周方向に巻回されて形成されている。
該推力発生装置３０の磁性体２の外周面近傍においては、磁石体１の径外方向に向かう磁力線ｍが発生している。ここで、コイル３１の内周面を磁性体２に対向させた状態で該コイル３１に電流ｅを流すことにより、前記磁力線に対して垂直となる方向に電流ｅが流れ、これによって、フレミング左手の法則に基づく力が磁石体１の軸心方向に発生することとなる。
【００２７】
ここで、磁石体１を固定とすると共にコイル３１を前記軸心方向に移動自在としているため、前記力はコイル３１に作用する推力ｆとなり、該推力ｆを受けることにより、コイル３１は磁石体１の一方の端部に向かって移動することとなる。このとき、該推力ｆはコイル３１の全周に亘って発生しているため、コイル３１はその内周面を磁石体１に接触することなく前記軸心方向に移動することとなり、前記推力ｆがコイル３１と磁石体１との接触による摩擦力によって減少することはなく、該推力ｆがコイル３１の移動に有効に利用されることとなる。
【００２８】
また、磁石体１がその軸心方向に長尺状に形成されることにより、外周にＮ極のみを長尺状に有しており、これによって、前記推力ｆを磁石体１の軸心方向の長さに合わせて発生させることができ、コイル３１に流れる電流の向きを瞬時的に切り換える必要はない。
また、本実施例３の推力発生装置３０においては、棒状の磁石体１を固定とすると共に該磁石体１にコイル３１を遊嵌させているが、コイル３１を固定とし、磁石体１をコイルに挿通させた状態でその軸方向に移動自在とした構成を採用することも可能である。この場合、上述の如き推力ｆによって磁石体１がその軸心方向に移動することとなる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態の磁石体１は、筒軸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、筒軸方向の長さも任意の長さを設定することができる。
また、金属製の筒体や棒体に磁性体２を巻回することによって磁石体１を形成することもできるばかりでなく、筒状に形成した磁性体２の外周面を筒体によって覆って形成される磁石体１を構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】磁石体の製造方法を示す斜視図である。
【図２】磁石体の平面図である。
【図３】磁石体の断面図である。
【図４】磁石体の斜視図である。
【図５】実施例１のねじ回し工具の要部断面図である。
【図６】実施例２のフロートスイッチの断面図である。
【図７】実施例３の推力発生装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    磁石体
２    磁性体
３    外筒
４    内筒
１０  ねじ回し工具
１３  ビット体
２０  フロートスイッチ
２１  フロート
２５  リードスイッチ
３０  推力発生装置
３１  コイル
【図１】
2007103874.tif 000003
【図２】
2007103874.tif 000004
【図３】
2007103874.tif 000005
【図４】
2007103874.tif 000006
【図５】
2007103874.tif 000007
【図６】
2007103874.tif 000008
【図７】
2007103874.tif 000009