JP2896445B2

JP2896445B2 - 磁気固定装置

Info

Publication number: JP2896445B2
Application number: JP17953290A
Authority: JP
Inventors: 昌明丸山
Original assignee: KANETETSUKU KK
Current assignee: KANETETSUKU KK
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH0469127A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、永久磁石と励磁コイルとを利用して、磁性
体の吸着および釈放をする磁気固定装置に関する。

（従来の技術）永久磁石と励磁コイルとを利用する磁気固定装置の１
つとして、磁性体の吸着時には、永久磁石の磁束により
吸着部を励磁状態におき、磁性体の釈放時には、永久磁
石の磁束が吸着部に現われることを励磁コイルの磁束で
阻止することにより、吸着部を非励磁状態におく装置が
ある。

この公知の磁気固定装置において、永久磁石からの磁
束は、吸着部が非励磁状態におかれている間、励磁コイ
ルによって発生される磁界により、漏洩磁路として作用
する磁気的空隙を通ることは許されるが、吸着部を通る
ことは阻止される。

（解決しようとする課題）しかし、この種の磁気固定装置においては、用いる材
料の磁気的性状のばらつき、部品の加工精度のばらつき
等に起因して、吸着部を完全な非励磁状態におくことが
できない。

本発明は、材料の磁気的性状および加工精度にばらつ
きがあっても、吸着部を完全な非励磁状態におくよう
に、調節することができる磁気固定装置を提供すること
を目的とする。

（解決手段、作用、効果）本発明の磁気固定装置は、磁性体を吸着する吸着部を
励磁状態および非励磁状態に選択的に切り換える電磁石
組立体と、該電磁石組立体に配置された永久磁石とを含
む。

前記電磁石組立体は、筒状部および該筒状部の一端部
に配置されかつ前記筒状部に磁気的に接続されたヨーク
部を備えるハウジングと、前記吸着部が非励磁状態にお
かれている間前記永久磁石からの磁束の漏洩磁路として
作用する磁気的空隙を前記ハウジングと共同して規定す
るように前記ハウジング内に配置された鉄心と、前記永
久磁石と共同して前記吸着部を励磁状態および非励磁状
態に選択的に切り換える磁界を前記鉄心に作用させる励
磁コイルと、前記磁気的空隙の大きさを調節する調節手
段とを含む。

前記ヨーク部および前記鉄心の一方は、両者の間に前
記磁気的空隙を規定すべく前記ヨーク部および前記鉄心
の他方に対して相寄り相離れる方向へ移動可能に配置さ
れており、また、前記磁気的空隙を調節すべく前記調節
手段により前記他方に対して変位される。

本発明の磁気固定装置において、前記ヨーク部および
前記鉄心の一方をその他方に対して変位させると、両者
の間の磁気的空隙の大きさが変化し、その結果、磁気的
空隙の磁気抵抗値が変化し、磁気的空隙を経る磁束量が
変化する。

それ故に、本発明によれば、前記磁気的空隙の大きさ
を調節することにより、吸着部を完全な非励磁状態にお
くことができる。

本発明の磁気固定装置においては、前記吸着部を前記
筒状部と前記鉄心とにより規定し、前記永久磁石を前記
筒状部と前記鉄心との間に配置することができる。ま
た、前記吸着部を前記筒状部と前記ヨーク部とにより規
定し、前記永久磁石を前記筒状部と前記ヨーク部との間
に配置することもできる。

本発明の磁気固定装置においては、前記吸着部を規定
する面板をさらに含むことができる。また、複数の電磁
石組立体を、前記吸着部を規定する面板に共通に磁気的
に接続してもよい。いずれの場合も、永久磁石は前記面
板および前記電磁石組立体の少なくとも一方に配置すれ
ばよい。

複数の電磁石組立体を１つの面板に共通に磁気的に接
続した磁気固定装置によれば、各部の寸法が同じ多数の
電磁石組立体を予め製作しておき、それらのうち、面板
の大きさに応じて定まる必要数の電磁石組立体を利用し
て磁気固定装置を組み立てることができるから、電磁石
組立体が標準化され、在庫管理が容易になり、磁気固定
装置の製作期間が短縮する。

（実施例）第１図および第２図を参照するに、磁気固定装置10
は、電磁石組立体12と、該電磁石組立体に配置された複
数の永久磁石14と、面板16とを含む。磁性体は、面板16
の吸着面18が電磁石組立体12と永久磁石14との共同作用
により励磁状態におかれたとき吸着面18に吸着され、非
励磁状態におかれたとき吸着面18から解放される。

電磁石組立体12は、一端開放の箱状のハウジング20内
に、強磁性材料製の鉄心22と該鉄心を取り巻く励磁コイ
ル24とを備える電磁石を配置している。

ハウジング20は、強磁性材料で作られた四角筒状の筒
状部20aと、筒状部20aの他端部に筒状部20aの軸線方向
へ移動可能に嵌合された強磁性材料製の板状のヨーク部
20bとを備える。ヨーク部20bは、筒状部20aに磁気的に
接続されており、また、筒状部20aの他端部を閉鎖する
ように配置されている。

鉄心22は、棒状の主体部と、該主体部の下端部外周に
設けられたフランジ部とを備え、フランジ部の軸線方向
がハウジング20の軸線方向となりかつ鉄心22の下端とハ
ウジング20のヨーク部20bとの間に磁気的空隙26を形成
するように配置されている。励磁コイル24は、鉄心22の
主体部の周りに配置されている。

磁気的空隙26の大きさは、ハウジング20のヨーク部20
bに螺合されたストッパ用の複数のねじ28と、鉄心22に
螺合された空隙維持用の複数のねじ30とにより調節する
ことができる。ねじ28,30は、非磁性材料からなり、ま
た、ハウジング20のヨーク部20bをこれの厚さ方向に貫
通している。

永久磁石14は、フェライト磁石のように高保磁力の永
久磁石材料、好ましくは極性不可逆永久磁石材料からな
り、また、ハウジング20の筒状部20aと鉄心22のフラン
ジ部との間に配置されている。永久磁石14は、ハウジン
グ20の軸線と直角の方向に磁化されている。説明上、永
久磁石14は、図示のように、ハウジング20の側がＳ、鉄
心22の側がＮとなるように磁化されているものとする
が、これと逆に磁化されていてもよい。永久磁石14の磁
極面は、ハウジング20のヨーク部20bと鉄心22とに接触
されている。

ハウジング20の筒状部20a、鉄心22、永久磁石14およ
び励磁コイル24の相対的位置関係は、ハウジング20の内
部空間に磁気的空隙26を残して充填された合成樹脂32に
より維持されている。しかし、合成樹脂32をハウジング
20の内部空間に充填しなくてもよく、この場合ハウジン
グ20の筒状部20a、鉄心22、永久磁石14および励磁コイ
ル24との相対的位置関係をねじのような手段により維持
される。

面板16は、交互にかつ互いに並列的に配置された細長
い複数の第１および第２の磁極片34,36と、隣り合う第
１および第２の磁極片34,36の間に配置された非磁性材
料製のスペーサ38とを備えており、また、複数のボルト
（図示せず）によりハウジング20に取り付けられてい
る。

各第１の磁極片34は、その長手方向両端部においてハ
ウジング20の筒状部20aに磁気的に接続されているが、
鉄心22から磁気的に絶縁されている。これに対し、各第
２の磁極片36は、その中央部において鉄心22に磁気的に
接続されているが、ハウジング20の筒状部20aから磁気
的に絶縁されている。

各第１の磁極片34は、実際には、筒状部20aの相対応
する一対の壁部に当接されている。このため、筒状部20
aの相対応する他の一対の壁部を非磁性材料製としても
よい。

磁性体を吸着する吸着面18は、第１および第２の磁極
片34,36ならびにスペーサ38により規定される。

励磁電流が励磁コイル24に供給されていないとき、永
久磁石14の磁束は、第２図に点線40,42,44で示す矢印の
方向へ通る。磁束40は図示の状態における永久磁石14の
全磁束である。磁束40,42および44の磁束量は、該磁束
量をそれぞれA40,A42およびA44とすると、 A40＝A42＋A44 の関係にある。

永久磁石14の磁束は、永久磁石14のＮ極から鉄心22に
入り、磁束42,44に分かれる。磁束42は、鉄心22、面板1
6、吸着面18、面板16および筒状部20aを通り、筒状部20
aで磁束44と合流し、永久磁石14のＳ極に戻る。磁束44
は、鉄心22、磁気的空隙26、ハウジング20のヨーク部20
bおよびハウジングの筒状部20aを通る漏洩磁束であっ
て、磁性体の吸着に作用しない。したがって、吸着面18
は、磁束42により弱い励磁状態におかれる。

吸着面18を励磁状態におくとき、第１の励磁電流が励
磁コイル24へ供給される。これにより、第２図に１点鎖
線で示す矢印方向の磁束46,48,50が励磁コイル24により
発生される。磁束46,48および50の磁束量は、該磁束量
をそれぞれB46,B48およびB50とすると、 B48＝B46＋B50 の関係にある。

磁気的空隙26を通る磁束は、永久磁石14による磁束44
と励磁コイル24による磁束50との合成磁束である。しか
し、磁束44,50は、その方向が互いに逆で絶対値が等し
い磁束量となるように設定されているから、磁束44,50
が磁気的空隙26を通過することは互いに阻止される。

これに対し、吸着面18を通る磁束は永久磁石14および
励磁コイル24による磁束42および48である。磁束42,48
の方向が同じであるから、磁束42,48の和に相当する磁
束が吸着面18を通ることになる。このため、吸着面18は
強い励磁状態におかれ、磁性体は吸着面18に確実に吸着
される。

吸着面18を非励磁状態におくとき、第１の励磁電流と
逆極性の第２の励磁電流が励磁コイル24へ供給される。
これにより、第２図に２点鎖線で示す磁束52,54,56が励
磁コイル24により発生される。磁束52,54および56の方
向は、矢印で示すように、それぞれ、第２図に１点鎖線
で示す磁束46,48および50と逆である。磁束52,54および
56の磁束量をそれぞれC52,C54およびC56とすると、磁束
52,54および56は、 C54＝C52＋C56 の関係にある。

鉄心22、面板16、吸着面18、面板16およびハウジング
20の筒状部20aを通る磁束は、永久磁石14による磁束42
と励磁コイル24による磁束54であり、磁束42,54はその
方向が異なり、絶対値が等しい磁束量となるように設定
されている。このため、吸着面18は非励磁状態におか
れ、磁性体は吸着面18から確実に釈放される。

永久磁石14の磁束は、吸着面18を励磁状態におくとき
磁気的空隙26を通ることを阻止され、吸着面18を非励磁
状態におくとき吸着面18を通ることを阻止される。

このため、磁気固定装置10によれば、従来の磁気固定
装置に比べ、吸着面18を励磁状態におくときの磁気的空
隙26を通る漏洩磁束を無くすことができ、磁気的空隙26
の磁気抵抗を小さくすることが可能になり、装置への永
久磁石14の組込量および励磁コイル24で発生する起磁力
を小さくすることができるから、励磁コイル24の励磁電
流を小さくすることができる。

磁気固定装置10において、ハウジング20のヨーク部20
bをねじ28,30により鉄心に対し変位させることにより、
磁気的空隙26の大きさを調節することができる。磁気的
空隙26の大きさが変化すると、磁気的空隙26の磁気抵抗
値が変化し、その結果、吸着面18に現われる磁束量およ
び磁気的空隙26を通る磁束量が変化する。

このため、磁気固定装置10によれば、吸着面18を非励
磁状態におくべきであるにもかかわらず、吸着面18が非
励磁状態におかれないとき、ねじ28,30により、吸着面1
8が完全に非励磁状態におかれるように、磁気的空隙26
の大きさを調節することができる。

ヨーク部20bは、磁気的空隙26を調節された後、複数
のボルト等により筒状部20aに解除可能に装着される。

磁気的空隙26の調節手段として、ねじ30のみを用いて
もよい。しかし、ねじ28をも用いれば、ヨーク部20bを
ねじ30によりねじ28に押圧することができるから、磁気
的空隙26は一定に維持されることができる。

第３図に示す磁気固定装置58のように、鉄心22を上下
逆に配置してもよい。

また、第４図に示す磁気固定装置60のように、鉄心22
をハウジング20に対して変位させることにより、磁気的
空隙26を調節するようにしてもよい。第４図の磁気固定
装置60の場合、永久磁石14は、ハウジング20の筒状部20
aとヨーク部20bとの間に配置されている。

第５図に示す磁気固定装置62は、鉄心64をハウジング
20の幅方向における２つの鉄心部材64a,64bに分割し、
ゴムのように非磁性の弾性部材66を配置し、ハウジング
20の筒状部20aと各鉄心部材64a,64bとの間に磁気的空隙
26を形成している。

磁気固定装置62における磁気的空隙26の大きさは、ハ
ウジング20の筒状部20aに螺合されたストッパ用の複数
のねじ28と、鉄心部材64aまたは64bに螺合された複数の
ねじ30とにより調節することができる。また、各永久磁
石14は、ハウジング20のヨーク部20bと鉄心部材64aまた
は64bとの間に、鉄心部材とともにハウジング20に対し
て変位可能に配置されている。

磁気固定装置62における鉄心22と励磁コイル24とは、
鉄心22が励磁コイル24の内側で変位できるような大きさ
に選択されている。

各永久磁石14は、第６図に示す磁気固定装置68のよう
に、面板16に配置してもよい。

第６図に示す磁気固定装置68において、各永久磁石14
は、第１および第２の磁極片34,36の間にあってスペー
サ38の下方に配置されている。各永久磁石14の一方の磁
極面たとえばＳは第１の磁極片34に当接され他方の磁極
面は第２の磁極片36に当接されている。

磁気的空隙26は、ハウジング20のヨーク部20bと鉄心2
2との間に形成されている。このため、磁気固定装置68
において、励磁コイル24に励磁電流を供給しないとき、
第１の励磁電流を供給したときおよび第２の励磁電流を
供給したときの磁束は、第３図および第４図に示す磁気
固定装置58および60と同じである。

第７図および第８図に示す磁気固定装置70は、複数の
電磁石組立体72と、該電磁石組立体に配置された複数の
永久磁石74と、電磁石組立体72に共通に使用される１つ
の面板76と、電磁石組立体72を相互に連結する平板状の
ベース78とを含む。磁性体は、面板76の吸着面80が電磁
石組立体72と永久磁石74との共同作用により励磁状態に
おかれたとき吸着面80に吸着され、非励磁状態におかれ
たとき吸着面80から解放される。

各電磁石組立体72は、図示の例では、第３図の磁気固
定装置58の電磁石組立体12と同じであるが、他の磁気固
定装置の電磁石組立体であってもよい。

面板76は、面板16と同様に、交互にかつ互いに並列的
に配置された細長い複数の第１および第２の磁極片82,8
4と、隣り合う第１および第２の磁極片82,84の間に配置
された非磁性材料製のスペーサ86とを備えており、ま
た、複数のボルト（図示せず）により各電磁石組立体72
のハウジング20に取り付けられている。

各第１の磁極片82は、その両端部において各電磁石組
立体72のハウジング20の筒状部20aに磁気的に接続され
ているが、鉄心22から磁気的に絶縁されている。これに
対し、各第２の磁極片84は、その中央部において各電磁
石組立体72の鉄心22に磁気的に接続されているが、ハウ
ジング20の筒状部20aから磁気的に絶縁されている。

磁気固定装置70において、用いる電磁石組立体72の数
は、面板76の大きさに応じて決定される。

磁気固定装置70において、各電磁石組立体72の励磁コ
イル24に励磁電流が供給されていないとき、吸着面80は
永久磁石74による弱い励磁状態におかれる。これに対
し、各電磁石組立体72の励磁コイル24に第１の励磁電流
が供給されると、吸着面80は励磁状態におかれる。ま
た、各電磁石組立体72の励磁コイル24に第２の励磁電流
が供給されると、吸着面80は非励磁状態におかれる。

磁気固定装置70によれば、各電磁石組立体72の磁気的
空隙が調節可能であるから、電磁石組立体72を規格化す
ることができ、また、電磁石組立体72の保守管理が容易
になり、多数の電磁石組立体72を予め製作しておくこと
ができる。

本発明は、吸着面を非励磁状態におくべきときのみ、
励磁コイルに励磁電流を供給する磁気固定装置にも適用
することができる。この場合、磁気的空隙は、吸着面を
励磁状態におくべきとき、永久磁石の磁束の殆どが磁気
的空隙を経ることなく吸着面を経るような大きさである
ことが好ましい。

また、本発明は、面板を用いない磁気固定装置にも適
用することができる。この場合、吸着面は、ハウジング
またはハウジングと鉄心とにより規定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気固定装置の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図の２−２線に沿って得た拡大断面
図、第３図、第４図および第５図はそれぞれ磁気固定装
置の他の実施例を示す第２図と同様の拡大断面図、第６
図は磁気固定装置のさらに他の実施例を示す第１図と同
様の断面図、第７図は磁気固定装置のさらに他の実施例
を示す図、第８図は第７図の８−８線に沿って得た断面
図である。 10,58,60,62,68,70:磁気固定装置、 12,72:電磁石組立体、 14,74:永久磁石、 16,76:面板、 18,80:吸着面、 20:ハウジング、 22:鉄心、 24:励磁コイル、 26:磁気的空隙、 28,30:磁気的空隙調節用のねじ、 20a:ハウジングの筒状部、 20b:ハウジングのヨーク部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体を吸着する吸着部を励磁状態および
非励磁状態に選択的に切り換える電磁石組立体と、該電
磁石組立体に配置された永久磁石とを含み、前記電磁石組立体は、筒状部および該筒状部の一端部に
配置されかつ前記筒状部に磁気的に接続されたヨーク部
を備えるハウジングと、前記吸着部が非励磁状態におか
れている間前記永久磁石からの磁束の漏洩磁路として作
用する磁気的空隙を前記ハウジングと共同して規定する
ように前記ハウジング内に配置された鉄心と、前記永久
磁石と共同して前記吸着部を励磁状態および非励磁状態
に選択的に切り換える磁界を前記鉄心に作用させる励磁
コイルと、前記磁気的空隙の大きさを調節する調節手段
とを含み、前記ヨーク部および前記鉄心の一方は、両者の間に前記
磁気的空隙を規定すべく前記ヨーク部および前記鉄心の
他方に対して相寄り相離れる方向へ移動可能に配置され
ており、また、前記磁気的空隙を調節すべく前記調節手
段により前記他方に対して変位される、磁気固定装置。
【請求項２】前記ヨーク部は前記筒状部および前記鉄心
に対し変位可能に配置されており、前記鉄心は前記筒状
部に対し変位不能に配置されている、請求項（１）に記
載の磁気固定装置。
【請求項３】前記鉄心は前記筒状部および前記ヨーク部
に対し変位可能に配置されており、前記ヨーク部は前記
筒状部に対し変位不能に配置されている、請求項（１）
に記載の磁気固定装置。
【請求項４】前記吸着部は前記筒状部と前記鉄心とによ
り規定され、前記永久磁石は前記筒状部と前記鉄心との
間に配置されている、請求項（１）に記載の磁気固定装
置。
【請求項５】前記吸着部は前記筒状部と前記ヨーク部と
により規定され、前記永久磁石は前記筒状部と前記ヨー
ク部との間に配置されている、請求項（１）に記載の磁
気固定装置。
【請求項６】磁性体を吸着する吸着部を規定する面板
と、前記吸着部を励磁状態および非励磁状態に選択的に
切り換えるべく前記面板に磁気的に接続された電磁石組
立体と、該電磁石組立体および前記面板の少なくとも一
方に配置された永久磁石とを含み、前記電磁石組立体は、筒状部および該筒状部の一端部に
配置されかつ前記筒状部に磁気的に接続されたヨーク部
を備えるハウジングと、前記吸着部が非励磁状態におか
れている間前記永久磁石からの磁束の漏洩磁路として作
用する磁気的空隙を前記ハウジングと共同して規定する
ように前記ハウジング内に配置された鉄心と、前記永久
磁石と共同して前記吸着部を励磁状態および非励磁状態
に選択的に切り換える磁界を前記鉄心に作用させる励磁
コイルと、前記磁気的空隙の大きさを調節する調節手段
とを含み、前記ヨーク部および前記鉄心の一方は、両者の間に前記
磁気的空隙を規定すべく前記ヨーク部および前記鉄心の
他方に対して相寄り相離れる方向へ移動可能に配置され
ており、また、前記磁気的空隙を調節すべく前記調節手
段により前記他方に対して変位される、磁気固定装置。
【請求項７】磁性体を吸着する吸着部を規定する面板
と、前記吸着部を励磁状態および非励磁状態に選択的に
切り換えるべく前記面板に磁気的に接続された複数の電
磁石組立体と、該電磁石組立体および前記面板の少なく
とも一方に配置された永久磁石とを含み、前記電磁石組立体は、筒状部および該筒状部の一端部に
配置されかつ前記筒状部に磁気的に接続されたヨーク部
を備えるハウジングと、前記吸着部が非励磁状態におか
れている間前記永久磁石からの磁束の漏洩磁路として作
用する磁気的空隙を前記ハウジングと共同して規定する
ように前記ハウジング内に配置された鉄心と、前記永久
磁石と共同して前記吸着部を励磁状態および非励磁状態
に選択的に切り換える磁界を前記鉄心に作用させる励磁
コイルと、前記磁気的空隙の大きさを調節する調節手段
とを含み、前記ヨーク部および前記鉄心の一方は、両者の間に前記
磁気的空隙を規定すべく前記ヨーク部および前記鉄心の
他方に対して相寄り相離れる方向へ移動可能に配置され
ており、また、前記磁気的空隙を調節すべく前記調節手
段により前記他方に対して変位される、磁気固定装置。