(57)【要約】【課題】部品点数および部品加工点数の増加を抑制しつつ、磁束の漏れを低減して吸着効率を高めることができるリフティングマグネットを提供する。【解決手段】リフティングマグネット１ａは、所定軸線Ｃ方向に延びる強磁性の内極１２と、所定軸線Ｃ周りで内極１２の周囲に巻回された第１のコイル２０と、所定軸線Ｃ周りで第１のコイル２０の周囲に巻回された第２のコイル２１と、所定軸線Ｃ周りで第２のコイル２１の周囲に設けられた強磁性の外極１３と、第１及び第２のコイル２０、２１の間に設けられた強磁性の間極１４と、所定軸線Ｃ方向において第１及び第２のコイル２０、２１の一端側に設けられた、非磁性で一体のコイル支え板１５と、を備え、コイル支え板１５は、内極１２、外極１３、及び間極１４に固定されて一体化されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定軸線方向に延びる強磁性の内極と、
前記所定軸線周りで前記内極の周囲に巻回された第１のコイルと、
前記所定軸線周りで前記第１のコイルの周囲に巻回された第２のコイルと、
前記所定軸線周りで前記第２のコイルの周囲に設けられた強磁性の外極と、
前記第１及び第２のコイルの間に設けられた強磁性の間極と、
前記所定軸線方向において前記第１及び第２のコイルの一端側に設けられた、非磁性で一体のコイル支え板と、を備え、
前記コイル支え板は、前記内極、前記外極、及び前記間極に固定されて一体化されていることを特徴とする、リフティングマグネット。
【請求項２】
前記コイル支え板は、前記間極と対応する位置に貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のリフティングマグネット。
【請求項３】
前記所定軸線方向において前記第１及び第２のコイルの前記一端側とは異なる他端側に設けられたヨークを備え、
前記ヨークは、前記間極と対応する位置に貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のリフティングマグネット。
【請求項４】
前記間極は、外方に露出しないように、前記コイル支え板の内部に収容されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリフティングマグネット。
【請求項５】
前記間極は、前記所定軸線方向に部分的に突出して設けられた複数の間極凸部を有し、
前記コイル支え板は、前記複数の間極凸部を通す複数の挿通孔を有しており、
前記間極凸部は、前記コイル支え板の前記挿通孔を通して外方に露出していることを特徴とする請求項１に記載のリフティングマグネット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフティングマグネット（吊り上げ用電磁石）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リフティングマグネットは、電磁石の磁力によって鋼材等を吊り上げ、運搬するための装置である。特許文献１には、吊上げ電磁石（リフティングマグネット）の例が示されている。吊上げ電磁石は、内部鉄芯、外部鉄芯、上側ヨーク、及び励磁コイルを備えている。
【特許文献１】特開２００４−１６８５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
リフティングマグネットとしては、少ない励磁電流でより高い吸着力（磁力）が得られるものが好ましい。しかしながら、従来のリフティングマグネット（吊上げ電磁石）においては、重量一定で性能を上げるためマグネット外径を広げ、全体を扁平にした場合、吊荷を通るはずの磁束の一部が吊荷を通らず励磁コイルの内部など吊荷以外の場所に漏れてしまう。このことが、リフティングマグネットの吸着効率を低下させる一因となっていた。これに対し、吸着効率を上げようとして、内部鉄芯と外部鉄芯との間に間極を設け、コイルを支える下板としてのコイル支え板により内側のコイルと外側のコイルとを別々に支えようとすると、コイル支え板が複数枚必要になり、部品点数および部品加工点数が増える問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、部品点数および部品加工点数の増加を抑制しつつ、磁束の漏れを低減して吸着効率を高めることができるリフティングマグネット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】
本発明に係るリフティングマグネットは、所定軸線方向に延びる強磁性の内極と、所定軸線周りで内極の周囲に巻回された第１のコイルと、所定軸線周りで第１のコイルの周囲に巻回された第２のコイルと、所定軸線周りで第２のコイルの周囲に設けられた強磁性の外極と、第１及び第２のコイルの間に設けられた強磁性の間極と、所定軸線方向において第１及び第２のコイルの一端側に設けられた、非磁性で一体のコイル支え板と、を備え、コイル支え板は、内極、外極、及び間極に固定されて一体化されていることを特徴とする。上記したリフティングマグネットによれば、間極を備えていることで、磁束の漏れを低減して吊荷中に磁束を効率よく通すことができるので、従来の構成と比較してリフティングマグネットの吸着効率を高めることができる。また、コイル支え板は間極によって分割されず一体ものとして構成されているため、部品点数および部品加工点数の増加を抑えることができると共に、内極、外極、及び間極に固定されて一体化されているため、耐久性を向上させることができる。さらに、このようにコイル支え板は内極及び外極に加えて間極でも支えられるため、間極を有さないリフティングマグネットで径を広げたものに比べて厚さを薄くすることが可能であり、全体重量を抑えることができる。
【０００６】
コイル支え板は、間極と対応する位置に貫通孔を有することを特徴としてもよい。このようにすれば、貫通孔を通して例えば溶接等により、コイル支え板を間極に外側から固定することができる。
【０００７】
リフティングマグネットは、所定軸線方向において第１及び第２のコイルの一端側とは異なる他端側に設けられたヨークを備え、ヨークは、間極と対応する位置に貫通孔を有することを特徴としてもよい。このようにすれば、例えば溶接等によりコイル支え板を間極に内側から固定し、コイルを収容した後で、貫通孔を通して例えば溶接等により、ヨークを間極に外側から固定することができる。
【０００８】
間極は、外方に露出しないように、コイル支え板の内部に収容されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、平らな吸着面を広くとることができ、吊荷が密着しやすくなり吊荷量を高めることができる。従って、リフティングマグネットの吸着効率を効果的に高めることができる。
【０００９】
間極は、所定軸線方向に部分的に突出して設けられた複数の間極凸部を有し、コイル支え板は、複数の間極凸部を通す複数の挿通孔を有しており、間極凸部は、コイル支え板の挿通孔を通して外方に露出していることを特徴としてもよい。露出した間極凸部とコイル支え板とを例えば溶接等で固定することで、コイル支え板を間極と強固に固定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリフティングマグネットによれば、部品点数および部品加工点数の増加を抑制しつつ、磁束の漏れを低減して吸着効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
【００１２】
図１（ａ）は、第一実施形態に係るリフティングマグネット１ａの構成を示す側面断面図である。また、図２は、図１（ａ）に示したリフティングマグネット１ａのII−II線に沿った断面を示す断面図である。なお、本実施形態のリフティングマグネット１ａは軸線Ｃを中心とする円柱状の外観を有しており、図１（ａ）では軸線Ｃに対して片側の断面の図示を省略している。
【００１３】
図１（ａ）及び図２を参照すると、本実施形態のリフティングマグネット１ａは、ケース１０、コイル２０及び２１、並びに固定材４１及び４２を備えている。コイル２０は、本実施形態における第１のコイルであり、後述する内極１２の周囲に導線が巻回されて成る。また、コイル２１は、本実施形態における第２のコイルであり、コイル２０の周囲に導線が巻回されて成る。
【００１４】
ここで、図１（ｂ）は、コイル２０，２１の部分断面（図中のＡ１及びＡ２）の構造を詳細に示す拡大図である。コイル２０，２１は、導線２２及び絶縁被覆膜２３を有している。導線２２は、複数の層にわたって中心軸線Ｃ周りに巻回されている。導線２２は、例えばアルミニウムといった導電性の材料からなる。また、絶縁被覆膜２３は、例えば絶縁紙などによって構成されており、導線２２を覆っている。なお、コイル２０の導線２２とコイル２１の導線２２とは互いに繋がっていてもよく、或いは互いに独立していてもよい。
【００１５】
ケース１０は、コイル２０及び２１を収容するための部材である。ケース１０は、コイル２０及び２１の一端側に配置された底板としてのコイル支え板１５と、コイル２０及び２１の他端側に配置された天板としてのヨーク１１と、コイル２０の内側に配置された内極１２と、コイル２１の外側に配置された外極１３と、コイル２０及び２１の間に設けられた間極１４とを含んで構成されている。ヨーク１１、内極１２、外極１３、及び間極１４は、それぞれ鉄等の強磁性体からなる。
【００１６】
内極１２は、コイル２０の内側面２０ｂに沿ってコイル２０の巻回軸方向（すなわち中心軸線Ｃに沿った所定方向）に延びる棒状の部材であり、コイル２０とともに第１の電磁石を構成する。すなわち、コイル２０に励磁電流が流れると、内極１２の内部に磁界が形成され、内極１２の一端側の端部１２ａが第１の電磁石の一方の極となる。なお、端部１２ａはケース１０に対して取り外し可能に構成されており、損耗に応じて交換される。
【００１７】
間極１４は、コイル２０の外側面２０ｃ及びコイル２１の内側面２１ｂに沿って上記所定方向に延びる筒状の部材であり、コイル２１とともに第２の電磁石を構成する。すなわち、コイル２１に励磁電流が流れると、間極１４の内部に磁界が形成され、間極１４の一端側の端部１４ａが第２の電磁石の一方の極となる。本実施形態の間極１４は、図２に示すように、コイル２０及び２１の全周に亘って連続する環状に設けられている。
【００１８】
外極１３は、コイル２１の外側面２１ｃに沿って上記所定方向に延びる筒状の部材である。コイル２０及び２１に励磁電流が流れると、外極１３の内部に磁界が形成され、外極１３の一端側の端部１３ａが第１及び第２の電磁石の他方の極となる。端部１３ａは、内極１２の端部１２ａと同様にケース１０に対して取り外し可能に構成されており、損耗に応じて交換される。端部１２ａ、１３ａの下端（すなわち内極１２、外極１３の一端）は同一平面内に位置しており、例えば吊荷の吸着面が平面である場合、端部１２ａ、１３ａが吊荷の被吸着面に当接する。
【００１９】
コイル支え板１５は、コイル２０の一端側の端面２０ａ、及びコイル２１の一端側の端面２１ａに沿って設けられた一体物の円板状の部材である。コイル支え板１５は、各磁極１２〜１４における磁場を乱さないように、例えば高マンガン系オーステナイト鋼やＮｉ−Ｃｒ系オーステナイトステンレス鋼といった非磁性体によって構成されている。
【００２０】
コイル支え板１５は、図３に示すように、内極１２が貫通するための開口１５ａを中央部に有しており、内極１２の一端がコイル支え板１５から下方に露出している。また、コイル支え板１５は、図３において一点鎖線で示すように、間極１４と対応する位置に、間極１４ａと固定するための複数の貫通孔１５ｂを有している。これら貫通孔１５ｂは、間極内周面１４ｂと間極外周面１４ｃとの間で、中心軸線Ｃの周りに等間隔で設けられている。コイル支え板１５の外周部（縁部１５ｃ）は外極１３に固定されると共に、内周部（縁部１５ａ）は内極１２に固定されている。さらに、コイル支え板１５の中間部は、貫通孔１５ｂを通して間極１４に固定されている。これにより、内極１２、外極１３、間極１４、コイル支え板１５が一体化される。これらの各極１２〜１４とコイル支え板１５との固定方法としては、溶接やボルト締め等が好適である。
【００２１】
ヨーク１１は、コイル２０の他端側の端面２０ｄ、及びコイル２１の他端側の端面２１ｄに沿って設けられた一体物の円板状の部材である。内極１２の他端はヨーク１１の中央部に固定されており、外極１３の他端はヨーク１１の外周部付近に固定されており、間極１４の他端はヨーク１１の中央部と外周部との間の中間部に固定されている。なお、これらの各極１２〜１４とヨーク１１との固定方法としては、溶接やボルト締め等が好適である。コイル２０，２１に励磁電流が流れると、磁束はヨーク１１の内部を通る。これにより、内極１２、外極１３、及び間極１４の端部１２ａ、１３ａ、及び１４ａに磁場を効率よく発生させることができる。
【００２２】
図４（ａ）〜（ｃ）は、図１に示したリフティングマグネットの組立工程を示す側面断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、ヨーク１１に、内極１２、外極１３及び、間極１４を例えば溶接により固定する。次に、図４（ｂ）に示すように、コイル２０を内極１２と間極１４との間に、コイル２１を間極１４と外極１３との間に、それぞれ固定材４１、４２で固定する。最後に、図４（ｃ）に示すように、貫通孔１５ｂを通して、コイル支え板１５を例えば溶接により間極１４に固定する。そして、内極端部１２ａを内極１２端面に、外極端部１３ａを外極１３端面に、それぞれ配置してこれらを溶接等により固定する。
【００２３】
以上のように、本実施形態に係るリフティングマグネット１ａは、中心軸線Ｃ方向に延びる強磁性の内極１２と、中心軸線Ｃ周りで内極１２の周囲に巻回されたコイル２０と、中心軸線Ｃ周りでコイル２０の周囲に巻回されたコイル２１と、中心軸線Ｃ周りでコイル２１の周囲に設けられた強磁性の外極１３と、コイル２０、２１の間に設けられた強磁性の間極１４と、中心軸線Ｃ方向においてコイル２０、２１の一端側に設けられた、非磁性で一体のコイル支え板１５と、を備え、コイル支え板１５は、内極１２、外極１３、及び間極１４に固定されて一体化されている。従って、間極１４を備えることで、磁束の漏れを低減して吊荷中に磁束を効率よく通すことができるので、従来の構成と比較してリフティングマグネットの吸着効率を高めることができる。また、コイル支え板１５は間極１４によって分割されず一体ものとして構成されているため、部品点数および部品加工点数の増加を抑えることができると共に、内極１２、外極１３、及び間極１４に固定されて一体化されているため、耐久性を向上させることができる。さらに、このようにコイル支え板１５は内極１２及び外極１３に加えて間極１４でも支えられるため、従来に比べて厚さを薄くすることが可能であり、全体重量を抑えることができる。
【００２４】
また、コイル支え板１５は、間極１４と対応する位置に貫通孔１５ｂを有するため、貫通孔１５ｂを通して例えば溶接等により、コイル支え板１５を間極１４に外側から固定することができる。従って、コイル支え板１５を間極１４に対してしっかりと固定することができる。
（第二実施形態）
【００２５】
次に、第二実施形態に係るリフティングマグネット１ｂについて説明する。
【００２６】
図５は、第二実施形態に係るリフティングマグネット１ｂの構成を示す側面断面図である。本実施形態のリフティングマグネット１ｂと、上記実施形態のリフティングマグネット１ａとは、ヨーク１１及びコイル支え板１５の構成が相違している。なお、これら相違点以外の構成については、上記実施形態と同様なので詳細な説明を省略する。
【００２７】
ヨーク１１は、図６において一点鎖線で示すように、間極１４と対応する位置に複数の貫通孔１１ｂを有している。これら貫通孔１１ｂは、間極内周面１４ｂと間極外周面１４ｃとの間の中間部で、中心軸線Ｃの周りに等間隔で設けられている。一方で、コイル支え板１５は、第一実施形態のような貫通孔１５ｂを有していない。
【００２８】
図７（ａ）〜（ｃ）は、図５に示したリフティングマグネット１ｂの組立工程を示す側面断面図である。まず、図７（ａ）に示すように、内極端部１２ａ上に内極１２を、外極端部１３ａ上に外極１３をそれぞれ配置して固定する。そして、間極１４をコイル支え板１５に固定したものを内極１２と外極１３との間に配置して例えば溶接により固定する。次に、図７（ｂ）に示すように、コイル２０を内極１２と間極１４との間に、コイル２１を間極１４と外極１３との間に、それぞれ固定材４１、４２で固定する。最後に、図７（ｃ）に示すように、ヨーク１１を内極１２及び外極１３に外側から固定すると共に、貫通孔１１ｂを通して間極１４に固定する。
【００２９】
以上のように、本実施形態に係るリフティングマグネット１ｂでも、間極１４を備えることで、磁束の漏れを低減して吊荷中に磁束を効率よく通すことができるので、従来の構成と比較してリフティングマグネットの吸着効率を高めることができる。また、コイル支え板１５は間極１４によって分割されず一体ものとして構成されているため、部品点数および部品加工点数の増加を抑えることができると共に、内極１２、外極１３、及び間極１４に固定されて一体化されているため、耐久性を向上させることができる。さらに、このようにコイル支え板１５は内極１２及び外極１３に加えて間極１４でも支えられるため、従来に比べて厚さを薄くすることが可能であり、全体重量を抑えることができる。
【００３０】
また、ヨーク１１は、間極１４と対応する位置に貫通孔１１ｂを有するため、例えば溶接等によりコイル支え板１５を間極１４に内側から固定し、コイル２０，２１を収容した後で、貫通孔１１ｂを通して例えば溶接等により、ヨーク１１を間極１４に外側から固定することができる。従って、コイル支え板１５を内側からしっかりと固定してから、ケース１０を組み立てることができ、コイル支え板１５と間極１４との固定を強固なものとすることができる。
（第三実施形態）
【００３１】
次に、第三実施形態に係るリフティングマグネット１ｃについて説明する。
【００３２】
図８は、本実施形態に係るリフティングマグネット１ｃの構成を示す側面断面図である。図９は、図８に示したリフティングマグネット１ｃのIX−IX線に沿った断面を示す断面図である。図８および図９を参照すると、本実施形態のリフティングマグネット１ｃと、第一実施形態との構成上の相違点は、コイル支え板１５と間極１６の形状である。なお、これら相違点以外の構成については、上記実施形態と同様なので詳細な説明を省略する。
【００３３】
図１０は、図８に示したリフティングマグネット１ｃのコイル支え板を示す平面図である。本実施形態のコイル支え板１５は、第一実施形態の貫通孔の代わりに、間極凸部１６Ａ〜１６Ｃの断面形状に合致した断面をもつ挿通孔１５ｄを有する。
【００３４】
図１１は、図８に示したリフティングマグネットの間極１６を示す斜視図である。図１１に示されるように、本実施形態の間極１６は、第一実施形態の間極とは異なり、中心軸線Ｃ方向の端面に突出した形状の複数の間極凸部１６Ａ〜１６Ｃを有する。図８および図９に戻って説明すると、間極凸部１６Ａ〜１６Ｃがコイル２０，２１の中心軸線Ｃ方向吊荷側に延びるように間極１６はケース１０内において配置される。この間極凸部１６Ａ〜１６Ｃの吊荷側に面した端部は、コイル支え板１５の挿通孔１５ｄを通して吊荷側に露出される。コイル２１に励磁電流が流れると、間極１６の内部に磁界が形成され、間極凸部１６Ａ〜１６Ｃを含む間極１６の吊荷側端面が電磁石の極となる。なお、間極凸部１６Ａ〜１６Ｃの間に設けられた隙間には、樹脂などの固定材４３が埋め込まれている。固定材４３はケース１０内においてコイル２０及び２１を固定している。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係るリフティングマグネット１ｃでは、間極１６は、中心軸線Ｃ方向に部分的に突出して設けられた複数の間極凸部１６Ａ〜１６Ｃを有し、コイル支え板１５は、複数の間極凸部１６Ａ〜１６Ｃを通す複数の挿通孔１５ｄを有しており、間極凸部１６Ａ〜１６Ｃは、コイル支え板１５の挿通孔１５ｄを通して外方に露出している。突出した間極凸部１６Ａ〜１６Ｃとコイル支え板１５とを例えば溶接等で固定することで、コイル支え板１５を間極１６と強固に固定することができる。
【００３６】
本発明によるリフティングマグネットは、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、内極と外極との間に一層の間極を備える構成を説明したが、本発明の間極は内極と外極との間に複数層設けられても良い。この場合、コイルは各極の間にそれぞれ設けられ、３個以上となる。また、上記実施形態においては、間極の一端が内極及び外極の一端と同一平面にある場合を説明したが、間極の長さ（高さ）が内極及び外極の長さ（高さ）より短くてもよい。さらに、第一実施形態では、内極１２、外極１３および間極１４がそれぞれ個別にヨーク１１に固定される構成を示したが、内極１２、外極１３、間極１４およびヨーク１１が一体化されてひとつの鋳物として構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は、第一実施形態に係るリフティングマグネットの構成を示す側面断面図である。（ｂ）は、コイルの部分断面の構造を詳細に示す拡大図である。
【図２】図１（ａ）に示したリフティングマグネットのII−II線に沿った断面を示す断面図である。
【図３】図１に示したリフティングマグネットのコイル支え板を示す平面図である。
【図４】図１に示したリフティングマグネットの組立工程を示す側面断面図である。
【図５】第二実施形態に係るリフティングマグネットの構成を示す側面断面図である。
【図６】図５に示したリフティングマグネットのヨークを示す平面図である。
【図７】図５に示したリフティングマグネットの組立工程を示す側面断面図である。
【図８】第三実施形態に係るリフティングマグネットの構成を示す側面断面図である。
【図９】図８に示したリフティングマグネットのIX−IX線に沿った断面を示す断面図である。
【図１０】図８に示したリフティングマグネットのコイル支え板を示す平面図である。
【図１１】図８に示したリフティングマグネットの間極を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ａ, １ｂ, １ｃ…リフティングマグネット、１０…ケース、１１…ヨーク、１１ｂ…貫通孔、１２…内極、１３…外極、１４,１６…間極、１６Ａ〜Ｃ…間極凸部、１５…コイル支え板、１５ｂ…貫通孔、１５ｄ…挿通孔、２０, ２１…コイル、２２…導線、２３…絶縁被覆膜、４１〜４３…固定材、Ｃ…中心軸線。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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