JP2003190663A

JP2003190663A - 磁力接続構造体

Info

Publication number: JP2003190663A
Application number: JP2001393742A
Authority: JP
Inventors: Masao Nagaoka; 正夫長岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】構造体本体部の構造を複雑化、大型化させ
ず軽量化を図り、マグネット設置方法を工夫して高性能
を維持する。一方で吸引力をコントロールし使いやすく
する。おもちゃ、教育具、リハビリ用具等としての用途
での使用者の興味、集中力の低下を防止する。構造本体
部を精密、確実に接続する。【解決手段】非磁性、透磁性かつ軽量の発泡樹脂等で形
成され直線状の接続端１１，１２，１３，１４が設けら
れた構造本体部１と、構造本体部１の内部の接続端１
１，１２，１３，１４附近に収容され軸線が接続端１
１，１２，１３，１４と平行に配設された棒形のマグネ
ット２とを備えている。マグネット２は径方向に相対し
て両磁極が着磁され構造本体部１の内部で軸回りに回転
可能である。構造本体部は中央部分を厚く、周辺部に至
るほど薄く形成して、吸引力のコントロールにつなげ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネットの磁力
による着磁力ないしは吸着力を利用して接続を行う磁力
接続構造体に係る技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁力接続構造体としては、例え
ば、実開昭６１−１３８６７号公報に記載のものが知ら
れている。

【０００３】この従来の磁力接続構造体は、直線状の接
続端が設けられた板状の構造本体部と、構造本体部の接
続端に固定された棒状のマグネットとを備えてなる。マ
グネットは、軸方向の半部ずつが両極に着磁されてい
る。

【０００４】この従来の磁力接続構造体によると、構造
本体部の接続端同士を突合わせることで吸着させ、多数
枚の構造本体部を接続して平面的，立体的な構造物の再
現組立を行うおもちゃとして用途が得られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の磁力接続
構造体では、マグネットの磁極の位置（向き）が固定さ
れているため、構造本体部の接続端同士を突合わせた際
にマグネットの両極同士が突合わされてしまうと反発し
て接続することができないため、異極が位置するように
接続端を選択しなければならず、接続端の選択作業が面
倒となるものであった。特に、正多角形の構造体により
立体的構造体を着磁組立しようとする場合には、各接続
端毎に突き合わせ確認作業を行わなければならず、おも
ちゃとしての用途で使用者の興味，集中力が低下してし
まうという問題点がある。さらに、マグネットの着磁精
度やマグネットの構造本体部への取付精度が低いと、構
造本体部の接続端同士にずれが生じてしまい精密に接続
することができなくなるという問題点がある。

【０００６】また、上記構造本体部においては、接続端
での磁極方向が決定されているために、異極となる一方
向（例えば接続端相互突合わせ）での強力接続を可能と
するものの、この一方向の直交方向では磁極方向が位相
するために接続位置ずれを起こして直交組付けを行えな
いばかりか、直交組付けでの所望の着磁力を得られない
ものであった。

【０００７】なお、接続端の突合わせを図るものとして
は、特開昭６３−１１９２０７号公報，特許第２７７７
５５６号公報に記載の技術がある。

【０００８】これ等の技術は、ブロック状の構造本体部
の接続端平面に板形のマグネットを長さ方向に回転可能
に収容することにより、接続端平面と平行に回転してマ
グネットの磁極の位置の自動変換を可能にし、マグネッ
トの着磁精度やマグネットの構造本体部への取付精度の
低さを補完するように構成している。然しながら、これ
等の技術によると、構造本体部の接続端平面にマグネッ
トの回転域を広く確保しなければならないため、構造本
体部の構造が複雑化，大型化してしまうという新たな問
題点が生ずる。また、構造本体部，マグネットの間に広
い摩擦面が形成されるため、マグネットの回転が確実に
奏されないことがあるという新たな問題点が生ずる。

【０００９】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、構造本体部の構造を複雑化，大型化させ
ることなく所望の角度での接続を行え、おもちゃ，教育
具，リハビリ用具等としての用途での使用者の興味，集
中力の低下を防止することができ、構造本体部を精密，
確実に接続することのできる磁力接続構造体を提供する
ことを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係る磁力接続構造体は、次のような手段を
採用する。即ち、請求項１では、非磁性の材料で形成さ
れ接続端が設けられた構造本体部と、構造本体部の内部
の接続端付近に収容され軸線が接続端と略々平行に配設
された棒形のマグネットとを備え、マグネットは径方向
に相対して両磁極が着磁され構造本体部の内部で軸回り
に回転可能である磁力接続構造体において、前記構造本
体部を白色無地の発泡樹脂体で構成したことを特徴とす
る。

【００１１】また、請求項２では、構造本体部の辺を陥
没させて凹陥部を形成し、該凹陥部にマグネットを回転
可能に内蔵する収容筒を配置したことを特徴とし、請求
項３では、構造本体部の辺に形成した凹陥部に配置した
マグネット収容筒を被覆体で固定したことを特徴とす
る。

【００１２】さらに、請求項４では、構造本体部の辺稜
線を外側に至るほど薄肉に形成し、外側辺の厚み（丸
み）をマグネット収容筒の厚み（丸み）相当に形成した
ことを特徴とし、請求項５では、被覆体は紙質部材で形
成し、構造本体部に接着又は粘着固定した後、構造本体
部と共に着色塗装処理したことを特徴とする。

【００１３】これらの構成により取り扱いが良くて軽量
で弾力性のある構成の磁力接続構造体を提供することに
より上記の課題を解決したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁力接続構造
体の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１〜図７は、本発明に係る磁力接続構造
体の実施の形態（１）を示すものである。

【００１６】この実施の形態は、図１，図２に示すよう
に、構造本体部１Ａ，被覆体１Ｂ，マグネット２，接続
端を構成する収容筒３，必要に応じて形成されるスラス
ト軸受４で構成されている。

【００１７】構造本体部１Ａは、マグネット２に吸着さ
れない非磁性であり、かつ、マグネット２の磁力線を透
過する透磁性である材料の、例えば、白色無地の合成樹
脂発泡材で軽量にて若干の可撓性を持たせて構成され板
状の正方形に形成されている。被覆体１Ｂは白色無地の
肉厚の薄い紙材で形成されることが望ましく、例えば、
パソコンのフロッピィやビデオテープ等のラベルシート
に用いられている、粘着面付きの紙材で形成されてい
る。正方形を囲む４辺の全ては、図３に示すように、接
続端１１，１２，１３，１４となっている。好ましくは
接続端１１，１２，１３，１４は円弧面に形成される。

【００１８】マグネット２は、図３に示すように、断面
円形の棒形、好ましくは円柱形に形成され径方向に相対
してＮ極とＳ極との２極が着磁されている。マグネット
２の軸長ａは、構造本体部１の接続端１１，１２，１
３，１４である正方形を囲む４辺の長さよりも短くなっ
ている。すなわち、マグネット２の軸長ａは、接続端１
１，１２，１３，１４の一辺の長さＬよりも短い寸法ｌ
で且つ辺の両交点から離された辺中間部位て磁力線の影
響を受けないように設定されている。

【００１９】このマグネット２は、収容筒３の中空部に
内蔵されて構造本体部１の内部に収容される。

【００２０】収容筒３は、マグネット２に吸着されない
非磁性であり、かつ、マグネット２の磁力線を透過する
透磁性である材料（例えば、合成樹脂材）で両端が閉塞
された円筒形に形成されている。構造本体１の凹陥部３
ｂ（図１２参照）の両端壁面がマグネットのスラスト圧
に耐える場合は両端が解放されたパイプ状でもよい。収
容筒３の内周面は、マグネット２との間で平滑性を発揮
する材質が選択されまたは表面処理されている。収容筒
３の内側の軸長ｂは、マグネット２の軸長ａよりも少し
長くなっている。収容筒３の内径ｄは、マグネット２の
径ｅよりも少し大きくなっている。

【００２１】この収容筒３は、マグネット２を軸周りへ
の回転を許容して内蔵し構造本体部１の接続端１１，１
２，１３，１４付近に固定される。マグネット２は、収
容筒３の内周に対して自由な回転が許容されるクリアラ
ンス３ａを介して収容されることが望ましい。収容筒３
の構造本体部１への固定位置は、図１，図２に示すよう
に、マグネット２の端面が構造本体部１の隣接する辺と
の両交点からそれぞれある程度の間隔ａが離れるように
設定される。構造本体部１に固定された収容筒３に内蔵
されているマグネット２の軸線は、接続端１１，１２，
１３，１４と平行になる。

【００２２】スラスト軸受４は、必要に応じて設けられ
るものであるが、収容筒３の端面の中心から内側に、収
容筒３の内側の軸長ｂとマグネット２の軸長ａとの差の
長さに半球形に突出している。

【００２３】このスラスト軸受４は、マグネット２の端
面に点状に当接して、収容筒３の内部で回転するマグネ
ット２のスラスト方向の応力を受ける。なお、このスラ
スト軸受４は、例えば、収容筒３と一体成形されること
ができる。

【００２４】この実施の形態によると、マグネット２，
収容筒３，スラスト軸受４を予め組付けておいて構造本
体部１を成形する金型の内部にインサートしておくこと
により、全体をインサート成形によって一体的に形成す
ることができる。従って、安価，容易な製造が可能にな
る。

【００２５】この実施の形態の使用では、例えば、図４
に示すように、板状の構造本体部１が２枚同一平面上に
接続される。

【００２６】この接続では、構造本体部１の接続端１
１，１２，１３，１４同士を突合わせた際に、仮にマグ
ネット２の同極同士が突合わされてしまったとしても、
マグネット２が構造本体部１（収容筒３）の内部で軸回
りに回転して、マグネット２の異極が互いに吸着するこ
とになる。即ち、マグネット２の磁極の位置が自動変換
される。従って、マグネット２の反発で構造本体部１が
接続できなくなるようなことが起こらない。また、マグ
ネット２の着磁精度やマグネット２の構造本体部１への
取付精度が低くても、マグネット２の回転吸着が精度を
補完に機能するため、構造本体部１が精密に接続され
る。特に、互いに吸着するマグネット２は、図５に示す
ように、構造本体部１（収容筒３）の内部の許されたク
リアランス３ａの範囲内で互いに接近するように動作す
るため、前述の精度の補完がより有効になされるととも
に、強固な接続がなされることになる。従って、構造本
体部１を連続された敷物，壁材としての用途へも供する
ことができる。

【００２７】さらに、この接続では、棒形のマグネット
２が軸回りに回転してマグネット２の磁極の位置を自動
変換することから、構造本体部１にマグネット２の回転
域を広く確保する必要がないため、構造本体部１の構造
を複雑化，大型化させることがない。また、棒形のマグ
ネット２が軸回りに回転してマグネット２の磁極の位置
を自動変換することから、構造本体部１（収容筒３），
マグネット２の間に広い摩擦面が形成されないため、構
造本体部１を確実に接続することができる。なお、スラ
スト軸受４は、マグネット２の回転の摩擦を低減して回
転を円滑にし、確実な構造本体部１の接続に寄与する。

【００２８】この実施の形態の使用では、例えば、図６
に示すように、板状の構造本体部１が正方形を呈し、こ
の６枚で正方体形に接続される。

【００２９】この接続では、前述の図４に示した接続例
と同様の作用，効果が奏されるほかに、構造本体部１の
縁弧面からなる接続端１１，１２，１３，１４の接続ポ
イントに自由度があるため、任意の角度であっても正確
に接続することができる。なお、前述のように、マグネ
ット２が回転して構造本体部１（収容筒３）の内部の許
されたスペースの範囲内で互いに接近するように動作し
て互いに吸着するため、構造本体部１をほぼ９０度に突
合わせると、マグネット２も自動的に磁極の対峙方向が
構造本体部１に対してほぼ４５度の角度に磁極に位置を
自動変換することになる（図７参照）。すなわち、図４
に示す直線接続状態では、図５に示すように磁極が直線
状に整列するが（図５の位置Ａ参照）、図６に示す直交
接続状態では、図７に示すように磁極が位置Ａから位置
Ｂへと連続的に回転して自動変換されることとなる。従
って、構造本体部１の接続作業を迅速に行うことができ
る。また、構造本体部１に多少の製造誤差があっても、
接続端１１，１２，１３，１４を互いに滑らせて調節す
ることで異なる任意の角度においても精密にに接続する
ことが可能である。

【００３０】図８は、本発明に係る磁力接続構造体の実
施の形態（２）を示すものである。

【００３１】この実施の形態では、構造本体部１０が合
成樹脂発泡材で軽量にて若干の可撓性を持たせて構成さ
れ板状の正三角形で形成され、その接続端１０１，１０
２，１０３に図示しない接続筒とマグネットが回転可能
に設けられ、三角錐体形に接続されている。

【００３２】この実施の形態によると、４枚の正三角形
の構造本体部１０から三角錐体が組付けられ、その際の
接続端１０１と１０２の内角は図７に示す９０度から図
示しない６０度（図７の右側）へと回転され、前述の実
施の形態（１）と同様の作用，効果が奏される。

【００３３】図９は、本発明に係る磁力接続構造体の実
施の形態（３）を示すものである。

【００３４】この実施の形態では、構造本体部２０が合
成樹脂発泡材で軽量にて若干の可撓性を持たせて構成さ
れ板状の正六角形を呈し、６辺の接続端２０１，２０
２，２０３，２０４，２０５，２０６が相互に着磁され
ることでサッカーボールに似た多面球体に接続されてい
る。

【００３５】この実施の形態によると、構造本体部２０
の接続枚数が多くなるものの、所定の接続角度を着磁保
持したまま保形することができ、前述の実施の形態
（１）と同様の作用，効果が奏される。

【００３６】なお、この実施の形態では、例えば、接続
される構造本体部２０の１枚にキャラクタ，標章等のマ
ーク５を記して表示する場合、前述のような構造本体部
２０が必ず接続される機能から、マーク５を任意の箇所
に表側にして表示することができる。

【００３７】図１０は、本説明に係る磁力接続構造体の
実施の形態（１）を拡大して示すものである。この実施
の形態では構造本体部１の中央部分の肉厚（Ｔ）が厚
く、周辺部に至るほど薄くなり（ｔ）各辺前縁中央部分
のマグネット収容筒３の外径に沿うような半円弧につな
がる形状に形成される。

【００３８】この形状は軽量の発泡樹脂体で形成された
構造本体部１の機械的強度を高めるとともに、図１１に
示すような同一形状の構造本体部１を重ね合わせたとき
に隣接するマグネット２どうしの間隔を適度に離すため
に強力な吸引力をやわらげることができる。そのため重
ね合わせた構造本体部１のブロックから１枚づつはがし
取ることが容易に可能となる効果をもたらす。同様に例
えば、垂直壁状のホワイトボード等の鉄製プレートに吸
引力で貼り付いた構造本体１もはがしやすくなる。実験
の結果ｔ／T ≒ ０.５から構造本体部１の中央部
分の厚さは辺前縁収容筒３部分の円弧の直径の２倍程度
が良い。

【００３９】図１２は本発明に係る磁力接続構造体の実
施の形態の収容筒３取付位置に設けた凹陥部３ｂを示す
斜視図である。収容筒３と同じ外径の半円弧で形成され
た各辺前縁中央部分に切り込んだ凹陥部３ｂは収容筒３
の下半分がスッポリ入り前後左右にズレが生じないよう
にする効果をもたらす。

【００４０】図１３は図１２の凹陥部３ｂに収容筒３を
挿入し、その上面をスッポリ被うように肉厚の薄い白色
無地の紙材（例えば前述のラベルシート等）で形成した
被覆体１Bを接着剤又は粘着剤で固定する一連の操作手
順を示したものである。この方法は強力なマグネット２
の入った収容筒３をその吸引力に耐えて確実に構造本体
１Aに固定するための最も簡単なもので、吸引力を低下
させる原因となる相対するマグネット間の障害物の厚さ
をより小さくするための有効な手段である。尚、図１
４、１５に示すように被覆体３の末端は構造本体部１Ａ
の中央部分の肉厚平行部分に至るまで長く延設して添着
すると貼り力が強くなるし、更に若干の段差を有する陥
没平面部Ｈの中に入り込ませるようにしておくと、被覆
体３の末端がより剥がれにくくなる利点がある。

【００４１】上記に説明したとおり、図１〜図１４に示
されるものは、磁力接続構造体の構造本体部１Ａと被覆
体１Ｂが白色無地のもので構成されるので、コスト安価
に量産提供できる特徴があると共に、顧客の要望、市場
の動向、用途等により任意色に着色したり、キャラク
タ、標章、模様等のデザイン意匠を施すことができる。
したがって、生産コストの低減と在庫管理の一元化に寄
与できる特徴を持つものである。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る磁力接続構
造体は、棒形のマグネットが軸回りに回転してマグネッ
トの磁極の位置を自動変換することから、接続端の突合
せ確認作業を行う必要がなく、構造本体部を相互に任意
の角度で組付けすることができる。組付けに際しては、
例えば任意の接続角度を有する立体物を形状できるほか
に、長さ方向への凸凹形状等の接続組付けや、重ね合わ
せによる密着結束等の所望接続を実現できた。

【００４３】また、叙述のようにマグネットの磁極の位
置を自動回転することから、構造本体部にマグネットの
回転域を広く確保する必要がなく、構造本体部、マグネ
ットの間の広い摩擦面が形成されないため、構造本体部
の構造を複雑化、大型化させることがない。したがっ
て、おもちゃ、教育具、リハビリ用具等としての広い用
途で活用され、使用者の興味、集中力の低下が防止され
る。

【００４４】また、本発明の磁力接続構造体の本体部は
軽量の発泡樹脂体で製作することにより性能の大幅向上
を図ることができる。収容筒の取り付け方法として肉厚
の薄い紙材で被いかぶせるような貼り付け方法を採用す
ることで確実な固定とマグネットの吸引力低下を小さく
することができた。

【００４５】また、本体中心部より各周辺部に向かって
薄くすることにより、積み重ねたり、ホワイトボードに
くっつけた時、隣接する磁石やホワイトボード面に密着
することなくスキ間ができるので吸引力が適度に弱めら
れる。更にそのスキ間に指先がかかるので剥がしやすく
テンポよく作業が進行する。発泡樹脂体で軽量化したや
わらかい感触のプレートは若干の撓み力を有しており、
硬質プラスチック性のものでは味わえない感じでフィッ
ト感覚を良好にしてプレートの着脱が遂行できる。軟ら
かくて軽量なるが数多く使った大きな立体や図形の構築
が容易に楽しめる共に、これらのものが万一頭上に落下
してもケガする恐れがない。ケンカの道具にもならない
ので幼児からお年寄りまで安心して使うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁力接続構造体の実施の形態
（１）を示す斜視図である。

【図２】図１の一部の拡大横断面図である。

【図３】図２の拡大縦断面図である。

【図４】図１の接続例を示す斜視図である。

【図５】図４の要部の拡大縦断面図である。

【図６】図４とは別の接続例を示す斜視図である。

【図７】図６の要部の拡大縦断面図である。

【図８】本発明に係る磁力接続構造体の実施の形態
（２）を示す接続状態の斜視図である。

【図９】本発明に係る磁力接続構造体の実施の形態
（３）を示す接続状態の斜視図である。

【図１０】本発明による磁力接続構造体の実施形態
（１）を断面図である。

【図１１】図１０の断面図を重ね合わせた図である。

【図１２】本発明に係る磁力接続本体の凹陥部を示す
斜視図である。

【図１３】図１２に示す凹陥部の工程説明図である。

【図１４】本発明に係る磁力接続構造体の実施の形態
（４）を示す斜視図である。

【図１５】図１４の要部拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１A 構造本体部１B 被覆体２マグネット３収容筒３ａクリアランス３ｂ凹陥部４スラスト軸受１１, １２, １３, １４, １０１, １０２, １０３,２
０１, ２０２, ２０３, ２０４, ２０５,２０６,３０
１, ３０２, ３０３, ３０４, ５０１,５０２,５０３,
５０４接続端

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性の材料で形成され接続端が設けられ
た構造本体部と、構造本体部の内部の接続端付近に収容
され軸線が接続端と略々平行に配設された棒形のマグネ
ットとを備え、マグネットは径方向に相対して両磁極が
着磁され構造本体部の内部で軸回りに回転可能である磁
力接続構造体において、前記構造本体部を白色無地の発
泡樹脂体で構成したことを特徴とする磁力接続構造体。
【請求項２】構造本体部の辺を陥没させて凹陥部を形成
し、該凹陥部にマグネットを回転可能に内蔵する収容筒
を配置したことを特徴とする請求項１記載の磁力接続構
造体。
【請求項３】構造本体部の辺に形成した凹陥部に配置し
たマグネット収容筒を被覆体で固定したことを特徴とす
る請求項１，２記載の磁力接続構造体。
【請求項４】構造本体部の辺稜線を外側に至るほど薄肉
に形成し、外側辺の厚み（丸み）をマグネット収容筒の
厚み（丸み）相当に形成したことを特徴とする請求項
１，２記載の磁力接続構造体。
【請求項５】被覆体は紙質部材で形成し、構造本体部に
接着又は粘着固定した後、構造本体部と共に着色塗装処
理したことを特徴とする請求項３記載の磁力接続構造
体。