JP4263982B2 - マグネットキャッチ - Google Patents

Description

本発明はマグネットの吸着力を利用し、蓋や扉を閉状態などの一定の位置に保持するマグネットキャッチに関するものであり、特にマグネットキャッチの磁性部材どうしが接離する際の金属微粉末等の発生を防ぎ、クリーンルーム等での用途を最適化するのみならず、特殊な用途に適用できるようにしたマグネットキャッチに関する。

図４は従来のマグネットキャッチの説明図であり、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）同図（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）側面図である。マグネットキャッチ２００は、ステンレス等の板金をプレス加工した金具でなる本体１０ａと、その本体１０ａの中央部に設けられた保持ケース１２ａに保持されたマグネット１ａおよびマグネット１ａをサンドイッチ状態に挟んだヨーク３ａにより、着磁力を有するように構成されている。

詳しくは、マグネット１ａおよびマグネット１ａをサンドイッチ状態に挟んだヨーク３ａを保持ケース１２ａに嵌入し、保持ケース１２ａの奥部にある爪１３ａに突き当たって、その爪１３ａの弾性に勝る押し圧力を加えて奥へと押し込むと、保持ケース１２ａの内壁から凸部１４，１５が立ち上がり、ヨーク３ａの凹部３１に嵌入して固定する。

また、本体１０ａの両端にねじ止め用の取付穴７が穿設され、図示せぬ扉等の開閉動作する係止部に対し、ヨーク３ａの端面により形成された接離面２１ａが正面に向くように取り付けて用いられる。接離面２１ａには被吸着体（以下「鉄板」ともいう）４が矢印Ｄのように適宜に接離する。これは扉等の閉状態に伴って、その扉の端部に配設された鉄板４が磁着することにより、閉状態を安定して保持できる。そして、磁着力に打ち勝つ開動作すれば、磁着力が負けて容易に扉を開けられる。

マグネット１ａの材質はフェライトが一般的であり、そのフェライトは衝撃に弱く脆いので、図４（ｄ）に示すように、ヨーク３ａよりも僅かながら奥部に引っ込めて固定され、フェライトよりは堅牢な鉄製のヨーク３ａと鉄板４が直接に接離する。

このような構成のマグネットキャッチ２００により、開状態から閉維持状態へと到るべく、吸着体である本体１０ａが被吸着体４を吸着するときは、ヨーク３ａと被吸着体４との両方の金属板どうしが、扉等の重量Ｍと、動作速度Ｖの２乗に比例した衝撃（破壊）力を伴って衝突することにより、これらの衝突面が損耗し、金属粉等を発生する。

半導体製造工場などにおいては、この微量の金属粉等が半導体の性能に大きな悪影響を及ぼすために、通常クリーンルームとしているが、工場内では作業工具や原材料、半加工品の保管あるいは運搬用の棚やボックスなどがあり、これらの蓋や扉を閉鎖状態に保持するためにマグネットキャッチが使用されている。しかしながら、前述のようなマグネットキャッチの金属板どうしが接離した際に接離面が損耗することによる金属微粉末（以下「金属粉」という）の発生を防ぐ構造、その他の関連技術に関し、以下に示す各種の従来技術があった。

前記クリーンルームに用いて、金属粉の問題解決を図るべく、本体のマグネットの少なくとも被吸着体を吸着する面に、磁束易透過性合成樹脂で被覆し、相手方の被吸着体とマグネットは直接接離させることにより、これらの損耗を防ぎ、微細なマグネット粉塵が発生するおそれをなくしたもの、その変形例として、マグネットおよびヨークを、前記合成樹脂よりなるケース内に収納し、マグネットやヨークから発生する金属粉を皆無にしたものがあった（例えば、特開２００１−２５０７１４号公報）。

一方、前記クリーンルーム用マグネットキャッチの課題であった金属粉の問題解決とは異なる目的で、本体のマグネットの少なくとも被吸着体を吸着する面に、磁束易透過性の金属板である真鍮の非磁性カバーによりマグネットおよび強磁性体を被覆して一体化し、しかも非磁性カバーへの摺接傷を少なくし、見栄えがよくなるようにしてハンドバック等の掛止具に好適にしたマグネットキャッチもあった（例えば、特開平４−２６１００６号公報、特開平１−１９１４０４号公報（段落０００７、図１）。

また、マグネットキャッチにおいて、外部から回動調整自在に配設されたマグネットの着磁磁極の作用角度を、ヨークに対して回動調整することにより、マグネットキャッチの磁着力を適宜に変更できるようにしたマグネットキャッチもあった（例えば、特開平１−３０３７０３号公報）。
特開２００１−２５０７１４号公報（段落０００７、図１） 特開平４−２６１００６号公報（全文、図２） 特開平１−１９１４０４号公報（段落０００７、図１） 特開平１−３０３７０３号公報（第３頁左下欄第６〜１３行目、図１〜３）

本発明の第１の課題は、マグネットキャッチが吸着する際に接離面が損傷して生じる金属粉等を飛散させないように耐衝撃性を向上し、接離面の損耗を防止することにより、クリーンルームでの使用に適すること。そして、この課題に関連して、脆い材料による扉などに対しても破損の可能性を下げ、甲高い衝撃音を和らげることができ、ガラス等の扉にも好適であり、静粛を必要とする環境での使用にも適するマグネットキャッチを提供することである。

また、第２の課題は、マグネットキャッチの用途に応じて、最適な磁着力を得られるように、強過ぎず、弱過ぎず、適宜に加減できるような仕様に変更し、汎用的かつ簡素な基本部品とオプション部品を適宜選択することにより柔軟対応することである。

また、第３の課題は、コストダウンを図ることである。

本発明の目的は、前記第１〜３の課題を解決すべく、マグネットキャッチが吸着する際の接離面を衝撃から防護し、金属粉の発生原因となるマグネットおよびヨーク若しくはその一方が、被吸着体と直接には接触しないようにし、これら吸着面における接離時の衝撃による金属粉の発生そのものをなくし、しかも、磁着力の強弱を用途に応じて、最適な磁着力を得られるように加減するとともに、甲高い衝撃音を和らげることができるマグネットキャッチを提供することである。

前記の課題を達成するために請求項１に係る発明は、６面体のマグネットと、このマグネットが嵌入される枠と、前記マグネットの着磁面にそれぞれ密着されるヨークと、からなる磁気ユニットと、前記磁気ユニットが嵌入されて保持される保持ケースを有する本体と、前記マグネットに吸着可能な磁性体でなる被吸着体と、を有するマグネットキャッチであって、前記枠は、前記マグネットおよび前記ヨークを収納する開口部が貫通して形成された角筒体からなると共に、前記開口部の両側を閉塞するように前記ヨークが嵌着されて、当該枠の外面に前記被吸着体と離接する接離面を有し、前記マグネットおよび前記ヨークが前記被吸着体に非接触状態に配置された磁束易透過性かつ耐衝撃性の材料でなり、前記接離面を露出して前記保持ケースに収納されて保持されることを特徴とするマグネットキャッチである。

請求項１に係る発明によれば、マグネットキャッチが吸着する際、接離面において磁性材料の間に介在する枠の材質と厚みにより、耐衝撃性が向上し、接離面の損耗が防止される。従って、マグネットキャッチの被吸着体が、本体と吸着および離反を繰り返したとしても、金属やフェライト等でなる磁性材料どうしの接触がないから、金属粉等が発生することはなく、クリーンルームでの使用に適するものとなる。

また、請求項２に係る発明は、前記保持ケースの底部から上げ底を支えるように「レの字」形に板金の一部を切り起こして形成された爪と、前記保持ケースの内面と、前記内面に当接する前記ヨークの外面に、凹部と凸部の組み合わせによる係止手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマグネットキャッチである。

請求項２に係る発明によれば、前記枠にマグネットとヨークを嵌入してなる前記磁気ユニットを、前記本体に嵌入するだけという、合計僅か５点という極めて少数の部品構成および簡素な組み立て工程、すなわち安価な組み立て工程により目的を達成できる。

また、請求項３に係る発明は、前記接離面に前記被吸着体が磁着した際に前記マグネットと前記被吸着体との間に介在する前記枠の肉厚を選択することによって前記接離面の磁着力を設定可能にしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマグネットキャッチである。

請求項３に係る発明によれば、前記枠は磁束易透過性かつ耐衝撃性の材料でなるため、接離面に介挿しても枠２の厚み分の磁気ギャップに相当する磁着力減少が生ずるだけであり、枠を透過する磁束に対しては磁気を遮蔽しないので、基本的に磁着力の低下が少なくて済む。

そして、磁気ギャップ保持手段により、前記接離面に対して任意寸法の磁気ギャップを保持できる。接離面の磁着力は磁気ギャップの２乗に逆比例するので、磁気ギャップを任意寸法に保持できるならば、所望の磁着力に設定できる。すなわち、強力な磁着力を必要としている場合は、接離面に介挿する枠を除去して磁気ギャップをなくすように保持し、逆に弱い磁着力でソフトタッチの接離操作を必要としている場合は、接離面に介挿する枠の厚みにより磁気ギャップを設定するように保持する。

このように、複数の種類に及んで形状、特に肉厚の異なる前記枠は、前記接離面で着脱交換自在に介挿できる構成であって、前記磁気ギャップ保持手段として機能し、磁気ギャップを任意寸法に保持できるので、所望の磁着力に設定できる。

また、請求項４に係る発明は、前記枠の材料として、弾性材料を用いたことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のマグネットキャッチである。

請求項４に係る発明によれば、双方が金属露出面でなる接離面のヨークと被吸着体でなる基本タイプのマグネットキャッチに対して、前記枠の材料として、弾性材料を用いたを用いたので、マグネットキャッチが吸着する際に、枠の弾性作用による緩衝効果により、ガラス等の脆い材料による扉に対しても破損の可能性を下げ、甲高い衝撃音を和らげることができる。従って、ガラス等の扉に好適であり、静粛を必要とする環境での使用に適するものとなる。

本発明は、金属粉等を飛散させないようにしたクリーンルーム仕様、異なる数段階の磁着力を設定可能にしたソフトタッチ仕様へと、派生展開するのに、前記異なる種類の枠を適宜交換するだけで、多用途に対応できる。従って、基本部品の種類を限定するとともに汎用化して使途の拡大を図ることにより、金型の種類を減少できるほか、一種類の金型に対する使用頻度が高まるので、金型の償却が早められる等のコストダウン効果が得られる。

請求項１に係る発明によれば、金属粉等が発生することがなく、クリーンルームでの使用に適するものとなる。

請求項２に係る発明によれば、前記枠にマグネットとヨークを嵌入してなる前記磁気ユニットを、前記本体に嵌入するだけという、合計僅か５点という極めて少数かつ安価な部品構成および簡素な組み立て工程により目的を達成できる。

請求項３に係る発明によれば、基本的に磁着力低下が少なくて済む。そして、磁気ギャップ保持手段により、所望の磁着力に設定できる。

請求項４に係る発明によれば、枠の弾性作用による緩衝効果により、ガラス等の脆い材料による扉に対しても破損の可能性を下げ、甲高い衝撃音を和らげることができる。従って、ガラス等の扉に好適であり、静粛を必要とする環境での使用に適するものとなる。

本発明は、金属粉等を飛散させないようにしたクリーンルーム仕様、異なる数段階の磁着力を設定可能にしたソフトタッチ仕様へと、派生展開するのに、異なる種類の枠を適宜交換するだけで、多用途に対応できる。従って、基本部品の種類を限定するとともに汎用化して使途の拡大を図ることにより、金型の種類を減少できるほか、一種類の金型に対する使用頻度が高まるので、金型の償却が早められる等のコストダウン効果が得られる。

以下、本発明の実施形態を図に沿って説明する。なお、図４に基づいて説明した従来例との相違点を明確にするため、図４の内容を適宜に引用しながら、従来例において説明の済んだ箇所も含めて、全図にわたって同一効果を奏する部位に関しては、同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るマグネットキャッチの分解斜視図である。マグネットキャッチ１００は、金属製の本体１０の両端近傍に穿設された取付穴７，７の穿設方向に対して直角に長方形の開口面１１を開けて、直方体を収容可能とする保持ケース１２を備えている。

保持ケース１２には、直方体の磁気ユニット２０が嵌入され、磁気ユニット２０の接離面２１が開口面１１から僅かにはみ出す（例えば０〜２．５ｍｍ）かまたは同一の面に固定される。組み立て手順は、図１において、引き出しのように見える枠２の中央部に、まずマグネット１を嵌入する。そして、マグネット１の上下面がそれぞれ着磁面ＩＮ，ＩＳとなっているので、着磁面ＩＮ，ＩＳにヨーク３，３を密着させることにより一体化して磁気ユニット２０を構成する。

磁気ユニット２０の外形は直方体なので、保持ケース１２の開口面１１から、引き出しを押し込むように嵌入する。ただし、少なくとも接離面２１を露出して本体１０に保持される。そうすると、マグネットキャッチ１００の本体１０の正面に磁気ユニット２０の接離面２１が固定され、被吸着体（以下、「鉄板」ともいう）４を矢印Ｄのように磁着可能となる。

マグネット１は、四角な板に近い直方体の厚み方向に着磁され、上下面がそれぞれ着磁面ＩＮ，ＩＳとなっているので、着磁面ＩＮ，ＩＳに密着するヨーク３，３にＮ，Ｓ磁極を構成しているので、これらＮ，Ｓ磁極から生じる磁力線（図示せず）を最短距離の磁気回路で結ぶような位置関係にある鉄板４は強力に引き寄せられる。

そして、磁気ユニット２０は、その接離面２１に鉄板４が磁着したとき、この接離面２１で磁性体どうし、すなわちマグネット１およびヨーク３，３に対する鉄板４の接触を妨げる介在物として磁束易透過性かつ耐衝撃性の材料、例えばジュラコン（Ｒ）でなる枠２を含んで構成されているので、磁性体どうしが直接に接触することによる衝撃で金属粉等が発生することを防止するようになっている。

図２は、本発明の実施形態に係るマグネットキャッチの説明図であり、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）同図（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｄ）同図（ｂ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｅ）側面図である。

詳しくは、保持ケース１２の底部には爪１３が底部から上げ底を支えるように「レの字」形に板金の一部が切り起こされており、マグネットキャッチ１００を組み立てる際に、磁気ユニット２０が保持ケース１２に嵌入され、保持ケース１２の奥部にある爪１３に突き当たって、その爪１３の弾性に勝る押し圧力を加えて奥へと押し込むと、保持ケース１２の内壁から凸部１４，１５が立ち上がり、ヨーク３の凹部３１に嵌入して固定する。

図２（ｄ）（ｅ）から明らかなように、接離面２１において、マグネット１およびヨーク３，３は、枠２の厚みにより完全に防護され、鉄板４に直接に接触しないように構成されている。なお、爪１３は磁気ユニット２０が保持ケース１２の奥部へさらに進入してもぐりこむことを阻止し、保持ケース１２の内側面では凸部１４，１５がヨーク３，３の凹部３１に嵌入して固定する。このようにして、磁気ユニット２０の枠２で囲まれた外面のうち離接面２１が開口面１１と同一面を維持して固定される。発明の趣旨によれば、離接面２１は、開口面１１から奥まってさえいなければよく、図示しないものの僅かにはみ出す方が望ましい。

図３は、本発明の実施形態に係る磁気ユニットを構成する各部品の説明図であり、（ａ）ヨークの平面図および正面図、（ｂ）マグネットの平面図および正面図、（ｃ）枠２の平面図および正面図である。
である。

これらの図から明らかなように、磁気ユニット２０を構成する各部品は、それぞれの寸法と形状が枠２に密接に嵌着する構成である。つまり、筒状で角断面を有する枠２の中央部に６面体のマグネット１が嵌入され、その枠２の開放された２面からマグネット１を挟んで積層し、蓋をかぶせるようにヨーク３，３が嵌着されて磁気ユニット２０を構成する。

枠２にマグネット１およびヨーク３，３を嵌着した磁気ユニット２０は直方体になるので、直方体の収容部を有する保持ケース１２に嵌入して固定される。なお、凹部３１に凸部１４，１５が係止して磁気ユニット２０が保持ケース１２内に固定されること、爪１３で保持ケース１２の奥行きを支えることは、前記したとおりである。

このように構成したから、２枚のヨーク３，３およびマグネット１を鉄片４に接触させないように、鉄片４との間には枠２を介在させたので、マグネットキャッチ１００の接離動作、特に吸着に際しては、ヨーク３，３およびマグネット１が鉄片に接離する衝撃で発生する金属粉（鉄粉およびフェライト等のくず）等を発生させることを防止できる。当然にマグネット１が欠損する心配もない。また、鉄片４と枠２が接離、特に吸着する際の衝撃に伴って発生する甲高い騒音も軽減できる。

ここで、枠２の材質と形状を説明する。枠２の材質は、磁束易透過性かつ耐衝撃性の材料とし、接離面２１に介挿しても枠２の厚み分の磁気ギャップに相当する磁着力減少が生ずるだけであり、枠２を透過する磁束に対しては磁気遮蔽しないので、基本的に磁着力低下を最小限に限定できる。最良の実施形態として、枠２の材質には、例えばジュラコン（Ｒ）を用いているが、その他、シリコンゴム等の弾性部材の適用も効果的である。

本発明によれば、第１に、マグネットキャッチが吸着する際に接離面が損傷して生じる金属粉等を飛散させないように耐衝撃性を向上し、接離面の損耗を防止することにより、クリーンルームでの使用に適すること。そして、ガラス等の脆い材料による扉などに対しても破損の可能性を下げ、甲高い衝撃音を和らげることができ、ガラス等の扉にも好適であり、静粛を必要とする環境での使用にも適するマグネットキャッチを提供できる。

また、第２に、マグネットキャッチの用途に応じて、最適な磁着力を得られるように、強過ぎず、弱過ぎず、適宜に加減できるような仕様変更に、汎用的かつ簡素な基本部品とオプション部品の適宜選択により柔軟対応できる。

また、第３に、コストダウンできる。

本発明の実施形態に係るマグネットキャッチの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るマグネットキャッチの説明図であり、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）同図（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｄ）同図（ｂ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｅ）側面図である。 本発明の実施形態に係る磁気ユニットを構成する各部品の説明図であり、（ａ）ヨークの平面図および正面図、（ｂ）マグネットの平面図および正面図、（ｃ）枠の平面図および正面図である。である。 従来のマグネットキャッチの説明図であり、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）同図（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）側面図である。

符号の説明

１，１ａ マグネット
ＩＮ，ＩＳ 着磁面
２ 枠
３，３ａ ヨーク
４ 被吸着体（鉄板）
７ 取付穴
１０，１０ａ 本体
１１ 開口面
１２，１２ａ 保持ケース
１３，１３ａ 爪
１４，１５ 凸部
２０ 磁気ユニット
２１ 接離面
３１ 凹部
１００，２００ マグネットキャッチ

Claims (4)

1. ６面体のマグネットと、このマグネットが嵌入される枠と、前記マグネットの着磁面にそれぞれ密着されるヨークと、からなる磁気ユニットと、
   前記磁気ユニットが嵌入されて保持される保持ケースを有する本体と、
   前記マグネットに吸着可能な磁性体でなる被吸着体と、を有するマグネットキャッチであって、
   前記枠は、前記マグネットおよび前記ヨークを収納する開口部が貫通して形成された角筒体からなると共に、前記開口部の両側を閉塞するように前記ヨークが嵌着されて、当該枠の外面に前記被吸着体と離接する接離面を有し、前記マグネットおよび前記ヨークが前記被吸着体に非接触状態に配置された磁束易透過性かつ耐衝撃性の材料でなり、前記接離面を露出して前記保持ケースに収納されて保持されることを特徴とするマグネットキャッチ。
2. 前記保持ケースの底部から上げ底を支えるように「レの字」形に板金の一部を切り起こして形成された爪と、
   前記保持ケースの内面と、
   前記内面に当接する前記ヨークの外面に、凹部と凸部の組み合わせによる係止手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のマグネットキャッチ。
3. 前記接離面に前記被吸着体が磁着した際に前記マグネットと前記被吸着体との間に介在する前記枠の肉厚を選択することによって前記接離面の磁着力を設定可能にしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマグネットキャッチ。
4. 前記枠の材料として、弾性材料を用いたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のマグネットキャッチ。

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