JP2004305723A

JP2004305723A - マグネットを使った壁掛装置

Info

Publication number: JP2004305723A
Application number: JP2004077311A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Hirai; 和年平井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】額縁などを壁面に装着する前面から見えない壁掛装置において、無理な姿勢で引っ掛ける部分を覗いたり指で探らなくても容易に着脱でき、固着力が減少したり、外部から衝撃荷重などがかかっても、額縁などを安全に保持し続ける壁掛装置。
【解決手段】二つの部品で構成され、額縁などの背面と壁面に固着される壁掛装置で、マグネットと閉じない磁気回路を構成する磁性材の金具と、接触することで前記磁気回路を閉じるとともに重力荷重を受ける機能がある金具とで構成されている。
二つの部品が装着位置に近づくと、吸引力が吸着位置まで誘導するので引っ掛ける部分を覗かなくても装着でき、吸着状態で接触して磁気回路を構成する磁性材の金具が外部からの衝撃荷重に対するストッパ機能をも合わせ持つ、マグネットを使った壁掛装置。

【選択図】図１

Description

本発明は、額縁や鏡、時計などを壁に掛けて保持するフック機能がある、マグネットを使った壁掛装置に関します。

額縁や鏡、時計など壁に掛けて使用される物は、頭のある釘や木ネジもしくは略Ｌ字・略Ｃ字フック状の金具に掛けられています。軽量な時計など簡易取付けで済むものはだるま穴が本体と一体化されており、だるま穴のうち頭の入る大きい方の穴へ差込み、頭が抜けない小さい穴で前方への抜け防止と重力に対して落下しないよう保持しています。
だるま穴は非常に安価で取り付けできるのですが、裏面にある穴を見ながら装着しないと穴へ差し込むのが困難で、取付場所によっては無理な姿勢を強いられて壁掛け作業時に落下させる可能性もあり、また複数個の穴を一度に位置あわせするのが困難なので、重量があり一箇所止めでは不安が残る額縁や鏡にはあまり用いられていません。

鏡、特に縁飾りのない鏡の場合は、上下端面と前面のごく一部を係止する略Ｌ字金具がよく用いられます。同じ考え方で、上端面側をスライド式にして額縁を取り付ける方法を開示した特許に、特開２００３−３２５３０６「額縁の取付器具」があります。前記の鏡と同様に額縁側に係止具を必要とせず着脱が容易という特長がありますが、額縁の縁飾り部分に前面から係止具が見えてしまいます。
背面に紐や鎖を付け、前面から見えない位置でフックに引っ掛ける装着方法が、額縁や縁飾りのある鏡などの場合一般に行われています。フックは壁面に固着されるか、展示品など装着場所が一定でない場合には、カーテンレールなどから吊り下げられています。
フックへの装着は紐や鎖の引っ掛ける部分を指で持ってフックを見ながら装着する必要があり、地震や外部からの衝撃荷重に対して大きく動かないよう、紐や鎖をさらに固定などしています。
フックの壁面への固着方法としては釘または木ネジで固着するのが確実ですが、壁面に傷をつけたくないなどの理由で、接着剤や両面粘着テープ、吸盤や磁石が用いられます。これらは当初は必要な固着力が得られても、時間が経つと固着力が減少してゆき、固着力がどれくらい減少しているのか、外部から確認できないことに注意する必要があります。
ある日、突然、落下することがあります。

マグネット画鋲が多く使われています。紙類に穴を開けないで磁性材の面に手軽に貼り付けたり外したりでき、とても便利です。壁面を冷蔵庫など磁性材に限定して、フックを直接付けるなどして、マグネット壁掛装置として開示されている特許も多くあります。
マグネットは壁面をずらせるような力に対しては吸着力を抗力とした摩擦力で動きますので、普通の場合は引き剥がす吸着力より弱い力で動き、問題になります。
この欠点を補う工夫を開示した特許や実用新案が数多く出ています。一般的には両面粘着テープや吸盤や摩擦抵抗の大きい材質や構造などで、滑り止め補強をしています。

以下、調査した特許文献についてなお残る問題点と、本発明との違いを説明します。
[特許文献１]では二つの磁性板に磁石と余積部分とを設けて貼着し、互いに一方の磁石は他方の余積部分に吸着させ、二つの磁石の上下縁を当てることで重力方向の荷重を受けています。また、磁石は一方のみで他方の余積部分に吸着させ、鉤止爪と嵌入孔とで重力方向の荷重を受ける実施例も開示されています。
二つの磁性板に磁石を固着した二つ磁石の場合は、装着時に互いの磁極が反発するので、位置決めが容易ではありません。また、装着位置では磁石の端面同士がつき当たるので、破損する可能性も高くなります。本発明は磁石は一つで、磁石に直接つき当たる部分はありません。
鉤止爪と嵌入孔との場合はだるま穴同様見難い位置を見ながら挿入する必要があり、磁石の役目は抜け止めなので、磁石を使う必要性が薄れてきます。
さらに非装着状態では磁石がむき出しの構造ですので、非装着状態でも磁束の飛散量を小さくする対策も考えておくべきかと思います。
本発明ではヨークを用いて磁路を作り、磁気回路を閉じさせる金具が重力方向の荷重を受ける機能を兼ねており、さらにマグネットを保護するとともに、非装着状態での磁束の飛散量を抑える構成です。
[特許文献２]はフックとマグネットとを一体化し、フックまたはフック部に弾性体を二重成形により固着することで、摩擦力により重力方向に移動しにくくしています。それでも不安な場合は、ピンや吸盤など補助具の併用を提案されています。
本発明には紐や穴を引っ掛ける部分がなく、重力荷重は二つの部品の接触部分で機械的に受けており、補助具を必要としない構成になっています。ヨーク間に紐を引っ掛けることはできますが、本来の使い方ではありません。
[特許文献３、特許文献４]は従来からあるマグネットフックの上端に、重力荷重を受ける折りたたみ可能な引っ掛けを付けたもので、マグネットから離れたところに荷重受けがあり、折りたたみできるのが特長です。使用場所が限定されます。
本発明ではフック形状でない二つの部品を使い、荷重受けはマグネットのそばにあり、壁掛装置の厚みの中で荷重受けも処理されています。磁性壁面も引っ掛け用の受けも必要としませんので、使用場所が限定されません。
[特許文献５]は、壁面には金属画鋲状のピンを挿し、磁石と掛け爪との間にピンの頭を差込む隙間のある壁面装着具です。ピンと掛け爪との点接触部分で荷重を支え、ピンの頭を磁石が吸着して位置を決めています。磁石と掛け爪との隙間にピンの頭を差込むには、掛け爪部分を見ながらでないと困難な場合があります。
本発明にはピンも掛け爪もありませんし、隙間に差し込むような作業もありませんし、吸引力を利用していますので、引っ掛ける部分を見なくても容易に装着できる構成になっています。磁気回路を形成しているところが大きく違います。
[特許文献６]は壁面ではなく天井ですが、カップ状ヨーク内に永久磁石と吊り具とを備えた磁気式吊り装置です。壁面に応用した場合には、吸着力はずらせる方向に対して抗力となるため、吸着力が強力であれば大きな摩擦力が得られますが外すことが困難になり、吸着力が弱ければ位置が保持できません。
またこの磁路構成はマグネット画鋲構造と同じで、非装着状態では磁極面が露出し磁束の飛散が大きいので、非装着時に磁束を飛散させない対策も考えておく必要があります。
吊り具を外し、磁気回路を閉じるヨークと重力荷重を受ける機能を兼ねる略Ｌ字状金具との構成は、本発明の壁掛装置の一実施例です。ヨークの外周縁とマグネット磁極面とが同面でなくても、側面側で接触して磁気回路が閉じるので、強力な吸着力が得られます。
[図７Ｄ・Ｅ]の磁束の流れ図は、非装着時の磁束飛散対策の一つの例を示しています。

参照した特許文献
実用新案公告昭５４−３２１１９号公報：「可撓性薄板磁石の掛止具」双方の磁性板に余積と磁石を設けて固着し、磁石の上下縁を当てた掛止具特開平３−１７８６１０号公報：「マグネット付き吊り下げフック」コの字ヨークを持ったフック一体マグネットを磁性壁面に吸着させる吊り下げ用フック実開平７−２５８８６号公報：「引っ掛け付きマグネットフック」マグネットフックの上部に折り畳みの引っ掛けをつけた特開２０００−２３８２３号公報：「係止具」フック部と、磁気吸着自在なマグネットと、掛止自在な掛止部とを設けてある係止具特開平１０−１５１０６１号公報：「壁面装着具」磁石と掛け爪を併用して壁面に貼付した金属画鋲状のピンを固定する壁面装着具特開２００１−２２１３７５号公報：「磁気式吊り装置」開口側が吸着するカップヨーク内に永久磁石と吊り具とを備えた磁気式吊り装置

背景技術でみてきましたように、マグネットを使った壁掛装置ではマグネットの吸着力のみを利用し、吸着力に対する不安を別の場所の補助部品との組合わせなどで解消しようとしており、壁面への装着方法の困難さはあまり改善されておりません。
本発明では、前面からは見えない位置にありながら、引っ掛ける部分を見なくても容易に着脱でき、補助具などで補強しなくてもズレない構成で、外部からの荷重に対しても落下させないで保持し続ける、マグネットを使った壁掛装置を提供します。

解決しようとする課題をまとめますと、下記のようになります。
1.) 穴や紐を使った壁掛装置では、引っ掛ける部分を見たり指で確認しながら装着しなければならないので、引っ掛ける部分を見なくても容易に装着できるが前面からは見えず、穴や紐を使わない壁掛装置
2.) ピンや吸盤・両面粘着テープなどのズレを補強する補助具を使わないが、重力荷重や衝撃荷重を受ける機能があり、かつ着脱が容易な壁掛装置
3.) 強力な吸着力でなくても額縁などを保持でき、吸着力がバラついたり経時変化などで減少しても、落下させることなく安全に保持し続ける壁掛装置
4.) 非装着時でも大量の磁束が遠くまで飛散しない、マグネットを使った壁掛装置

上記課題を解決するために、請求項１では、額縁など壁に掛けたい物の裏側に固着する部品と、壁面側に固着する部品とがあり、一方には閉じない磁気回路を構成する磁性材の金具（ヨーク）と一体となったマグネットがあり、他方には接触することで前記磁気回路を閉じるとともに、重力荷重を受ける機能がある構成の壁掛装置となっています。
また請求項２では、磁気回路を閉じた状態の位置で前後左右の外部からの力がかかった場合、マグネットの吸着力や抗力による摩擦力に勝る外部からの力で動いても機械的なストッパがあり、ストッパ以上に動かない構成の壁掛装置となっています。

課題に対応した番号で、課題を解決している構成・手段を説明します。
1.) 本発明による壁掛装置は例えば[図１]に示すようにマグネットを使い、穴や紐を使っておらず、額縁の裏側と壁面上の額縁を装着する位置に二つの部品がそれぞれ固着されます。引っ掛ける部分を見たり指で確認したりしなくても、額縁を持って[図１]の白矢印の方向に移動させるだけで容易に装着でき、壁掛装置自体は前面からは見えません。
もう一つ本発明の特長は、例えば[図６Ｂ]に小さな矢印で示す斜め上方に出ている磁束を吸引力として利用しています。吸引力が働く範囲まで磁性材が近づくと、吸着位置まで導いてくれます。そのため、壁掛装置を見なくても正確な位置に装着することができます。
2.) 本発明は単にマグネットを使うだけでなく、磁路を構成するヨークに別の機能も持たせております。例えば[図２]では、(HK1)の部分が(Yoke)上面と接触して磁路となるとともに、重力荷重を受けます。(HK2)と(HK3)が左右方向の荷重に対して、(HK4)が前後方向の荷重に対して機械的ストッパとなります。
しかし、上方にはストッパがないので、この方向へ移動させれば容易に着脱できます。また、(HK1)と(Yoke)上面と接触している部分の摩擦力が十分に大きいか、前後左右の力を受ける可能性が無ければ、ストッパの(HK2)〜(HK4)はなくても良い場合もあります。
3.) 本発明では、吸着力や吸着力を抗力とする摩擦力で重力荷重を受けているわけではありません。例えば[図２]では、(HK1)の部分が(Yoke)上面と接触している部分で重力荷重を受けています。吸着力は上方へ動かそうとする外部からの力に対して作用しますので、あまり強いと外すのが大変になります。
従って、仮に吸着力が消滅しても、落下させることなく安全に保持し続けることができます。耐荷重は、固着した壁掛装置部品のそれぞれへの固着力で決まります。
吸着力が全くない場合には、吸引力もありませんので壁掛装置を見ないで装着することは困難です。また、例えば小さな振動でもガタガタ動くことになります。請求項２に記載したストッパもなく吸着力もない場合は、軽量のものでも安全に保持できなくなります。
4.) 磁束は磁気抵抗の小さいところへ集中する性質がありますので、磁路の飽和磁束密度が十分大きければ、例えば[図６Ａ]に矢印で示す様に装着状態で外部に飛散する磁束はありません。非装着状態では例えば[図６Ｂ]に小さな矢印で示す斜め上方に出ている磁束は外部に若干飛散していますが、吸引力を得るために必要な磁束です。
[図６]・[図７]で(YK2)の有無による差を比較していただければ理解できますように、この吸引に使う磁束の飛散量は、使用条件に合わせてコントロールできる構成です。

[図６]の模式図で矢印で示す磁束の流れを比較参照しながら、磁束の飛散を抑える具体的構造を説明します。
[図６Ａ]は、[図２]の壁掛装置構成断面図を模式化しています。[図６Ｂ]は、[図６Ａ]から(Hook)を外した場合の磁路を矢印で示しています。[図６Ｃ]は、さらにヨーク(YK2)も外した場合です。[図６Ｄ]は、ヨークの一部を磁気ショートした場合です。
[図６Ａ]は略Ｌ字フック(Hook)と接触した、装着状態の磁束の流れです。Ｎ極から出た磁束は、(YK2)→(HK1)→(YK1)と流れて、Ｓ極へ戻ります。磁束は磁気抵抗の小さいところへ集中する性質がありますので、(YK1)と(YK2)との均等なギャップの一部分が(HK1)で磁気ショートされると、その部分に磁束は集中して流れます。
[図６Ｂ]と[図６Ｃ]を比較していただくと磁束の空中への飛散量の差がおわかりいただけると思います。磁束数は磁路の磁気抵抗に反比例しますので、ヨーク(YK1)と(YK2)との間のギャップが小さいほど、またマグネット(Mag)からヨーク(YK1)(YK2)外周までの距離が長いほど、外部への磁束の飛散量は小さくなります。
この空中へ飛散している磁束は磁性材が近づいたとき吸引力として作用しますので、吸引力を利用する場合には、材質とサイズと構造を適当な磁束の飛散量と飛散距離になるように設計し、コントロールすることができます。
[図６Ｂ]で下方に流れている磁束が、[図６Ａ]に記載されていません。これは、フック(Hook)で(YK1)と(YK2)とを磁気ショートしたほうがギャップより磁気抵抗が小さいので、磁束が(Hook)側へ集中して流れることをあらわしています。この原理は磁束で働くリードスイッチで吸着状態を知らせるときなどに応用され、実用化されています。
[図６Ｄ]はフック(Hook)とは反対側で、(YK1)と(YK2)とを磁気ショートさせたヨークの場合の磁気回路を示しています。磁気抵抗は、０や無限大にすることはできませんが、流れる磁束数は磁気抵抗に反比例しますので、二つの磁路を比較するとき、磁気抵抗の比が大きいほど磁束数の差が大きくなり、吸着力や吸引力への影響も大きくなります。
図示していませんがフック(Hook)を外すと磁気抵抗が小さい下方の矢印の方へ磁束が集中して流れ、ギャップとなる上方へ飛散する磁束は微少になります。
吸引力を利用しないのであれば、ヨークの一部を磁気ショートさせる方法は、磁束の飛散対策に有効です。マグネットからフック(Hook)までの距離の方が、磁気ショートさせてある下方のヨークまでの距離より短いことが重要です。

課題に対応した番号で、本発明による効果を説明します。
1.) マグネットの吸引力を利用した壁掛装置の構成なので、額縁などを吸引力が働く範囲まで近づけさへすれば、引っ掛ける部分を見たり触ったりしなくても吸着位置まで導いてくれます。穴や紐は必要なく、壁掛装置は前面からは全くみえません。
また壁掛装置を複数個使いたい場合には、型紙を使うなどすれば壁掛装置相互間の位置出しが容易にできますので、あたかも一個の壁掛装置と同じ感覚で額縁などを装着でき、耐荷重を増やすことができます。だるま穴やフックの場合は、一つ一つ位置を確認しながら装着する必要があります。
実際の装着では、[図１]に示すように、壁面上に一コーナなどの目印(Mark)を前もって剥がしやすいテープなどでつけておき、少し離れたところから目印に向かって装着したい額縁などを移動させることにより、壁掛装置を見なくても容易に装着できました。
2.) 吸着力ではなく二つの壁掛部品の接触部分で重力荷重や衝撃荷重を機械的に受けますので補強するための補助具は必要なく、補助具を着脱する手間もなく、吸引力を利用して容易に着脱することができます。
3.) 本発明の壁掛装置構成では、例えば[図２]に示すように、着脱に邪魔にならない位置にストッパ(HK1〜4)をつけることができます。ストッパを破壊しない限りストッパ以上に動けませんので、仮に磁気吸着力が無くなっても、安全に保持し続けます。
4.) 本発明では、マグネットを単に固着したのではなく、ヨークと組合わせて磁気回路を構成しましたので、非装着時での磁束の飛散量をコントロールすることができます。ヨーク間のギャップの一部を磁気ショートして磁束の飛散量を極少にすることも可能です。
また、ヨークはマグネットをむき出しにしませんので、もろいマグネットでも割れたり欠けたりしにくいという効果もあります。

[図１]・[図２]・[図６]を参照しながら、最良の実施例について説明します。
[図２]は、額縁(Frame)の上辺センターに固着される略Ｌ字金具(Hook)と、壁面(Wall)に固着されるマグネット(Mag)とヨーク(Yoke)とからなる壁掛装置が装着された状態の側断面図[図２Ａ]と、壁面側から見た正面図[図２Ｂ]とを示します。また、[図６Ａ]には、磁束の流れを矢印で示しています。
額縁(Frame)の重量は、固着されている略Ｌ字金具(Hook)の突き出し部分(HK1)下面と、壁面(Wall)に固着されているヨーク(Yoke)の上面との接触部分で受けられます。この接触部分が最も磁気抵抗が小さくなり、ここに磁束が集中しますので、[図６Ａ]に矢印で示すように磁束が流れて安定し、他の部分から外部へ飛散する磁束は微量になります。
略Ｌ字金具(Hook)は基本的には突き出し部(HK1)があれば良いのですが、請求項２記載の他の突き出し部(HK2)(HK3)は、左右方向の衝撃荷重などが加わったときにその位置以上に動かせないストッパの役目を果たしますし、(HK4)は前後方向の衝撃荷重が加わったときに、ストッパの役目を果たします。
材質としては一枚の強磁性材の板でできれば部品点数が少ないので最良の形態ですが、(HK1)の少なくとも一部が強磁性材料である必要があります。(HK2)(HK3)は磁気回路ができた方が吸着力が発生して望ましいのですが、非磁性材料でも成立します。(HK4)も前後方向の荷重に対して(YK1)との吸着力があれば望ましいのですが非磁性でも可能です。
[図６Ｂ]は、マグネット(Mag)とヨーク(Yoke)のみで略Ｌ字金具(Hook)がない場合の構成図で、[図６Ｃ]や[図７Ｄ]のように多量ではありませんが、吸引力を得るために必要な磁束が飛散しています。磁性材面に固着していただくか、別の磁性材でヨークの一部を磁気ショートしていただければ、この磁束が悪い影響を与える不安がなくなります。

[図１]を参照しながら、額縁(Frame)の壁面(Wall)への装着手順を説明します。
[図１]は、額縁(Frame)の上辺センターに固着した略Ｌ字金具(Hook)と、壁面(Wall)に固着したマグネット(Mag)とヨーク(Yoke)とからなる、壁掛装置の装着の仕方を示した図で、左斜め上方から矢印の方向へ額縁(Frame)を移動させるだけで、近づくと吸引力が誘導してくれ、裏を覗かなくても容易に額縁を壁面に装着することができます。
装着前の準備として、額縁(Frame)実寸サイズの型紙を壁面(Wall)上の固定したい位置にあらかじめ置いてみて、壁掛装置を固着する上辺センター部と右下隅(Mark)に容易に剥がれるテープなどで印をつけておきます。
壁面(Wall)上の上辺センター部マーク位置にマグネット(Mag)とヨーク(Yoke)とからなる壁掛装置を強固に固着し、一方額縁(Frame)の上辺裏側センター位置に略Ｌ字金具(Hook)を強固に固着します。
また樹脂やゴムなどでできた壁面(Wall)との距離を一定にするための間座(Asst)を、額縁の下辺両コーナ部裏側に両面粘着テープなどで固着します。この間座は正面から何かがぶつかったときなど、緩衝材の働きをして破損から守ってくれます。装着状態でこの間座を剥がしたりずらせたりする方向の力は働きませんので、固着強度は特別要求されません。
額縁(Frame)と壁面(Wall)のそれぞれに、本発明の壁掛装置の二つの部品を固着すれば装着位置が決まりますので、後は壁面上の目印(Mark)の斜め上方から目印に向かって額縁を移動させるだけで、引っ掛け部分を覗き込まなくても簡単に装着出来ます。吸引力が働く範囲にきますと吸着位置まで誘導してくれます。装着後目印(Mark)を外します。
額縁を外すときは、真っ直ぐ上方へ持ち上げれば外れます。
上記説明のように、本発明の壁掛装置自体は前面から見えず、額縁の裏側を覗き込まなくても容易に着脱することができます。

[図３]は額縁(Frame)側にマグネット、壁面(Wall)側に略Ｌ字金具の実施例です。
[図３]では[図２]とは逆に、額縁(Frame)の上辺センター部にマグネット(Mag)とヨーク(Yoke)とからなる壁掛装置を固着し、壁面(Wall)に略Ｌ字金具(Hook)を固着しています。装着された状態の側断面図[図３Ａ]と、壁面側から見た正面図[図３Ｂ]とを示します。この場合略Ｌ字金具の突き出し部(HK1)は、下方になり重力荷重を受けます。また[図６Ｅ]に、磁束の流れを矢印で示しています。
額縁(Frame)の重量は、固着されているヨーク(Yoke)の下端面と、壁面(Wall)に固着されている略Ｌ字金具(Hook)の突き出し部(HK1)上面との接触部分で受けられます。
略Ｌ字金具(Hook)は基本的には突き出し部(HK1)があれば良いのですが、他の突き出し部(HK2・HK3)および(HK4)は、[図２]と同様で、左右方向および前後方向の衝撃荷重などが加わったときに、ストッパの役目を果たします。

[図４]は略Ｌ字金具の代わりに、額縁(Frame)側に厚めの平板(Hook)、壁面(Wall)側にマグネット(Mag)とヨーク(YK1)・(YK2)の構成の実施例です。
略Ｌ字金具が磁性材の平板になり、出っ張らないという特徴があります。壁面(Wall)側のマグネット(Mag)は上下方向に着磁され、磁極面に配置されたヨーク、(YK1)と(YK2)は出っ張り量が違います。[図４]の場合(YK1)の上面と前記平板(Hook)の下端面が接触し、磁気回路を構成するとともに重力荷重を受けています。
また[図６Ｆ]に、磁束の流れを矢印で示しています。
前後方向の外部からの力に対しては、ヨーク(YK1)の端面と平板(Hook)との吸着力が、重要な働きをします。部品寸法に関しては、平板(Hook)の平面度はもちろんヨーク(YK1)端面の平面度も重要で、単なる切りっぱなしでは強力な吸着力は得られませんので、端面の研削など追加工が必要になります。
図示していませんが、ストッパをつけることももちろんできます。

[図５Ａ]は現状あるマグネット画鋲の構造を額縁(Frame)の上辺センター部に固着し、壁面(Wall)に略Ｌ字金具(Hook)を固着した実施例です。[図５Ｂ]はヨーク(YK2)を追加し磁束の流れをコントロールしたものです。また[図７Ａ・Ｂ]に磁束の流れを矢印で示しています。[図７Ｄ・Ｅ]に、略Ｌ字金具を外した場合の磁束の流れを矢印で示しています。
[図５Ａ]において額縁(Frame)の重量は、固着されているヨーク(Yoke)の下部面と、壁面(Wall)に固着されている略Ｌ字金具(Hook)の突き出し部上面との接触部分で受けられます。略Ｌ字金具(Hook)は基本的には重力荷重を受ける突き出し部があれば良いのですが、他の部分にも突き出し部を設けて、ストッパの役目を果たさせることもできます。

[図７Ａ]はマグネット画鋲構造を利用し、重力荷重を略Ｌ字金具で受けた磁束の流れを示す模式図です。(Yoke)の下部面と(Hook)の突き出し部上面との接触部分を通しても磁束が流れますので、カップ型ヨークでは重要なヨーク(Yoke)外周端面が(Hook)平面と接触しなくても、[図７Ａ]のように磁束が流れ必要な吸着力が得られます。
重力荷重の受けがある壁掛装置の構成は、落下に対する安心感はありますが、吸着力に頼る部分があると、経時変化や温度など外乱、また輸送や未使用時の保管状態など注意すべき点が多くあり、請求項２記載のストッパもつけていただければ安心できます。
[図７Ｂ]は、ヨーク(YK2)を付けた場合の磁束の流れの模式図です。磁束を流す磁路の飽和磁束密度が十分大きい場合で、フック(Hook)がない場合の磁束の流れを[図７Ｄ・Ｅ]に比較して記載し、磁束の飛散に対する(YK2)の効果を示しています。これも磁気抵抗の小さいところへ磁束が集中する現象を利用したものです。
またヨーク(YK2)は、割れ・欠けしやすいマグネットを保護する効果もあります。
[図７Ｅ]はフック(Hook)がない場合の磁束の流れですが、(Yoke)に対向している(YK2)の端面はＮ極に、(Yoke)の(YK2)端面に対向している部分はＳ極になっており、この磁束が集中している狭いギャップをエアギャップと呼び、モータの回転原理などに利用されています。
磁束の流れを、[図７Ｄ]と[図７Ｅ]の矢印で比較します。
[図７Ｄ]にはヨーク(YK2)がないので、図のＮ極の中心近くから出た磁束は一旦空中へ飛散して(Yoke)へ戻り、(Yoke)の中をＳ極へ流れます。一方[図７Ｅ]では飽和磁束密度が大きい(YK2)があるので、Ｎ極から出た磁束の大半は、空気より磁気抵抗が小さい(YK2)の中を流れて、(Yoke)との間の狭いギャップ部分を通って(Yoke)の中をＳ極へ流れます。
従って、磁束の空中への飛散距離は短く、飛散量も微量になります。

[図５Ｃ]はヨーク(Yoke)の突き出し量を上辺は短く下辺は長くし、磁気ショートさせる平板の端面部分で重力荷重を受けたもので、[図４]で示した構成のマグネット画鋲構造タイプです。[図７Ｃ・Ｆ]に(Hook)有り無しの場合の磁束の流れを示します。

従来のマグネットを利用した壁掛装置の構成は、吸着力を利用することを考え、吸着力に頼ることの不安に対する対策として他の部分で補強をしていました。
本発明はヨークを使い、ヨークの機能に磁気回路形成だけでなく、荷重受けやストッパ機能、さらに破損しやすいマグネットを保護する機能などをもたせ、壁面への装着を容易にするために吸引力も利用しており、磁気回路をコントロールしているので、多くの利用の可能性があります。
額縁を例に説明してきましたが、時計や鏡は言うに及ばず、耐荷重量が吸着力ではなく壁掛装置の固着強度で決まり、複数個の同時使用も可能ですので、更に重い壁掛テレビやエアコンなども大変装着しやすくなります。
壁掛装置のサイズを標準化すれば、新築改装時に壁面にマグネット側の部品を固着しておき、部屋を使う人がその位置にエアコンでも空気清浄機でも壁掛テレビでも、壁面に手を加えないで設置でき、必要ない人は額縁や写真や時計を装着しておくこともできます。
また、壁面との摩擦力を利用した突っ張り棒がありますが、本壁掛装置を応用れば重力荷重の受けを摩擦力や吸着力に頼りませんので、耐荷重量も大きくなり、棒の長さに適当な荷重をかけた状態で固定している現在の困難な作業の必要がなくなります。
更には、地震の際に家具が動かないよう、天井あるいは床との間で突っ張る安全補助具がありますが、両端あるいは片端をマグネットにすることで高さ決め固定が不用になり、ストッパ機能は摩擦力に頼りませんので信頼性が増します。

壁面に額縁を装着する本発明による構成部品と、装着移動方向を示した図[図１Ａ]：正面から見た図[図１Ｂ]：側面から見た図本発明によるマグネットを使った壁掛装置の最良の形態の構成図[図２Ａ]：壁掛装置構成をセンターで切断した側断面図[図２Ｂ]：壁掛装置構成を壁面側から見た正面図略Ｌ字金具を壁面側に、マグネットを額縁側に固着した場合の構成図[図３Ａ]：壁掛装置構成をセンターで切断した側断面図[図３Ｂ]：壁掛装置構成を壁面側から見た正面図略Ｌ字金具のかわりに平板で構成した壁掛装置の構成図の一例[図４Ａ]：壁掛装置構成をセンターで切断した側断面図[図４Ｂ]：壁掛装置構成を壁面側から見た正面図マグネット画鋲構造と略Ｌ字金具とを組合わせた構成図の一例[図５Ａ]：従来のマグネット画鋲構造を利用した壁掛装置構成を切断した側断面図[図５Ｂ]：ヨーク(YK2)をつけ改善した壁掛装置構成をセンターで切断した側断面図[図５Ｃ]：略Ｌ字金具を平板にした壁掛装置構成の一例をセンターで切断した側断面図マグネットを使った壁掛装置の磁束の流れを説明した図[図６Ａ]：[図２]の壁掛装置構成の磁束の流れを示した模式図[図６Ｂ]：[図６Ａ]から(Hook)を外した場合の磁束の流れを示した模式図[図６Ｃ]：[図６Ｂ]からさらに(YK2)を外した場合の磁束の流れを示した模式図[図６Ｄ]：[図６Ａ]のフック(HK1)とは反対側で(YK1)と(YK2)とをショートさせた模式図[図６Ｅ]：[図３]の壁掛装置構成の磁束の流れを示した模式図[図６Ｆ]：[図４]の壁掛装置構成の磁束の流れを示した模式図マグネット画鋲構造の磁束の流れを説明した図[図７Ａ]：[図５Ａ]の壁掛装置構成の磁束の流れを示した模式図[図７Ｂ]：[図５Ｂ]の壁掛装置構成の磁束の流れを示した模式図[図７Ｃ]：[図５Ｃ]の壁掛装置構成の磁束の流れを示した模式図[図７Ｄ]：[図７Ａ]から(Hook)を外した場合の磁束の流れを示した模式図[図７Ｅ]：[図７Ｂ]から(Hook)を外した場合の磁束の流れを示した模式図[図７Ｆ]：[図７Ｃ]から(Hook)を外した場合の磁束の流れを示した模式図

符号の説明

Asst：額縁などと壁面との間に位置する間座（スペーサ）
Frame：額縁など壁面に装着されるもの
Hook：接することで磁気回路を閉じるとともに荷重を受ける機能を持つ壁掛装置の部品
HK1〜HK4：ヨークと接し、重力や衝撃など外部からの荷重に対してストッパとなる部分
Mag：マグネット（永久磁石）
Mark：装着時に位置の目安とするマーク
N・S：マグネットの磁極
Yoke：マグネットに固着し磁気回路を形成する、強磁性材料の金具（ヨーク）
YK1：マグネットを固着し、外部に取り付けられる強磁性材料の金具
YK2：マグネットに固着し、磁路が閉じていないときも磁束の飛散を制限する金具
Wall：壁面

Claims

壁面に額縁などを装着する壁掛装置において、二つの部品で構成され、一つの部品はマグネットと閉じない磁気回路を構成する磁性材の金具とで構成され、他の部品は前記金具と接触することで前記磁気回路を閉じるとともに重力荷重を受ける機能がある構成の壁掛装置。
請求項１記載の壁掛装置において、二つの部品が磁気回路を閉じた状態で結合したとき、前後左右の外部からの力に対して、額縁などを前記二つの部品の各移動方向にある接触位置以上に移動させないストッパ機能がある構成の壁掛装置。