JPH06163239A - 磁石の取付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁石と鉄ヨークとの取付に於て磁石と吸着す
べき鉄ヨークとを安全に精度良く取り付けること。 【構成】 磁石と吸着すべき鉄ヨークとの間に間隔を確
保して間隔を徐ゞに狭める間隔調整手段を設け、前記間
隔調整手段として磁石か鉄ヨークのどちらか一方にねじ
山を立て、ねじを使用することで徐ゞに磁石と鉄ヨーク
を近付けるか、または氷等の溶融物質を磁石と鉄ヨーク
との間に挿入し前記氷が溶けることで磁石と鉄ヨークを
ゆっくりと接合する。また、接合に際してガイドピンま
たはガイドの箱を使用して接合に於ける精度の向上を図
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は着磁した永久磁石の磁性
体部材への取付方法に関するものであり、特に大型で強
力な永久磁石を磁性体部材に取り付ける方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年の永久磁石の進歩により磁石バリエ
ーションが増え、性能も向上しコストも低減が進み、応
用分野が飛躍的に拡大している。この応用分野の拡大に
伴い、大型の磁石を使用する磁気回路が増えつつある。
例えば、医療用ＭＲＩ装置、磁選機、大型リニアモー
タ、自由電子レーザーのウィグラー、サイクロトン等に
は一つの磁気回路に数ｋｇから数ｔｏｎの磁石が使用さ
れている。特にこれらの磁気回路には強力な磁力を有す
る希土類磁石が用いられることが多い。しかしながら、
強力で大型な磁石を着磁すると吸着力は非常におおきく
なり取扱いそのものが大変難しくなる。例えば着磁され
た５０ｇ程度の希土類磁石同士を互いに吸着させるとそ
の吸着力は数十ｋｇにも及ぶ。また磁石の代表格である
希土類ならびにフェライト磁石は大変脆く、着磁した状
態で磁石同士あるいは鉄に急激にくっつけると衝撃によ
り簡単に割れてしまう。更に一度くっつけると容易に位
置を変えることができない程強力に吸着しているため、
精度の良い取付はかなりの工夫が必要であった。そのた
め工場等の現場にて大型磁石を使用して磁気回路を構築
するのは大変困難な作業であった。また時として磁石に
手を挟まれたり、破損した磁石の破片が目にはいる等作
業員の安全を損ねる場合もあり、安全性にも問題があっ
た。これらを解決するには吸着すべき鉄ヨークに予め磁
石を無着磁状態にて接着してその後着磁する事が考えら
れている。この方法は一般的に組立着磁と呼ばれており
組立作業性と安全性が著しく向上する。また組立着磁に
おいて特開昭６０−７６１１０のように磁石を加熱して
保磁力を下げ、着磁に要する磁場強度を下げる方法が提
案されている。この方法は磁場強度が少なくても飽和着
磁が可能なため着磁に要する負荷が非常に軽減される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように着磁した
磁石を取り扱うのはきわめて危険で困難な作業であるた
め、これらを解決するに取られていた組立着磁には以下
のような課題がある。即ち、希土類磁石は一般的に保磁
力が大きく、ヨークに取り付けた後で飽和着磁する事は
実用的に困難である。というのは大型磁石の場合には磁
石面積が大きく片側からのパルス着磁では大きな磁場強
度が得られず、磁石の両側からの着磁するのが望ましい
が、磁気回路に制約が出すぎ本来の磁気回路の性能を果
たすことが出来ない場合が多くなってしまう。また特開
昭６０−７６１１０のように磁石を加熱して保磁力を下
げ、着磁に要する磁場強度を下げる方法は磁場強度が少
なくても飽和着磁が可能なため片側からの着磁が可能で
あるが、磁石を加熱する必要があり、磁石が加熱する炉
等よりも大きい場合、または磁気回路によって加熱不可
能な場合はこの方法を採用することは出来ない。従っ
て、従来は大型磁石の着磁後の鉄ヨークへの取付は磁石
を極力小型にして扱える範囲の力しか生じない範囲にし
てモザイク状に張り合わすしか手段はなかった。この方
法は大変手間のかかる方法であるばかりか継目が必ず出
来るため、精度的にも、磁気漏洩という観点からも望ま
しいことではなかった。

【０００４】そこで本発明はかかる従来の欠点を解消す
るもので磁石と吸着すべき鉄ヨークとの間に間隔を確保
して間隔を徐々に狭める間隔調整手段を使用して磁石と
吸着すべき鉄ヨークとを安全にしかも精度良く取り付け
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の磁石の取付方法
は、着磁された磁石を磁性体部材に取り付ける方法にお
いて、前記磁石と前記磁性体部材との間の間隔を確保し
間隔を調整する間隔調整手段を設け、前記間隔調整手段
により前記磁石と前記磁性体部材との間隔を徐々に狭め
前記磁石及び前記磁性体を接合させることを特徴とする
磁石の取付方法を請求項第１項の発明とし、着磁された
磁石を磁性体部材に取り付ける方法において、両者の一
方或は両方にねじを立てて前記磁石と前記磁性体部材と
の間に間隔をつくり、ねじを回して間隔を狭め前記磁石
と前記磁性体部材とを接合させることを特徴とする磁石
の取付方法を請求項第２項の発明とし、着磁された磁石
を磁性体の部材に取り付ける方法において前記磁石と前
記磁性体部材の間に溶融可能な物質を挟み、前記物質を
溶融させて前記磁石と前記磁性体部材とを接合させるこ
とを特徴とする磁石の取付方法を請求項第３項の発明と
し、着磁された磁石を磁性体部材に取り付ける方法にお
いて、前記磁石をあらかじめ一種或はそれ以上の溶融可
能な物質の中に埋め込んで一体物にし、前記一体物を前
記磁性体部材に固定し、更に溶融物質の一種或はそれ以
上を溶かしだして前記磁石を固定することを特徴とする
磁石の取付方法を請求項第４項の発明とし前記溶融可能
な物質が氷であることと、前記磁石の周辺部に精密な位
置決めを行うためのガイドピン或はガイド壁或はガイド
の箱を用いることを特徴としている。

【０００６】

【作用】着磁された磁石と吸着すべき鉄ヨークの間に空
隙を設けるのに磁石あるいは鉄ヨークにねじをたてて、
ねじで空隙を作る。空隙が大きい時は磁石と鉄ヨーク間
には大きな吸引力は働かないが、ねじを緩めて磁石と鉄
ヨーク間の空隙がなくなると磁石と鉄ヨーク間の吸引力
は最大となり、磁石と鉄ヨークは接合する。また磁石と
鉄ヨーク間にスペーサを置き、そのスペーサ物質が磁石
の減磁しない範囲の温度で溶融あるいは昇華し、徐々に
磁石と鉄ヨーク間を近付けさせ、ついには溶けさるか昇
華して磁石と鉄ヨークを直接接合するものである。また
着磁した複数の磁石を一括して鉄ヨークに取付るのに前
記溶融物質と磁石とで一体物をつくり、さらに、それを
同じあるいは異なる溶融物質をスペーサとして同様にし
て磁石と鉄ヨークを直接接合させるというものである。
溶融物質としては氷、ドライアイス、ラック、パラフィ
ン、樹脂等が使用される。この方法によれば僅かな力で
磁石を鉄ヨーク上に置けば良い。すると磁石の磁力で軽
く引合い動かなくする事もできる。そして時間が経て
ば、溶融物質が溶けて自動的に磁石と鉄ヨークは接合す
る。また複数の磁石でも高精度で簡単に行うことが出来
る。このように本発明による磁石の取付方法は安全で手
間のかからない安価な方法である。しかも位置決めガイ
ドになるものを用いれば精密な接着も手間をかけずに行
うことが出来る。

【０００７】

【実施例】

（実施例１）図１に示すように着磁された磁石１にねじ
２をたてて空隙を形成するようにして磁石１を鉄ヨーク
３の上部に位置させる。磁石１は着磁前に予め４角にね
じ孔をたててある。各ねじ２を少しずつ回して磁石１を
鉄ヨーク３に近付けて空隙をゼロにすると磁石１は磁気
力で固定され、ねじ２を磁石から抜き取ることで磁気回
路が完成する。尚本実施例にて示した磁石１は横４０ｍ
ｍ、縦８０ｍｍ、厚さ７ｍｍの直方体の一体の希土類磁
石１にＭ３のねじ孔を角に近いところに４つ形成してあ
り、磁石１には鋳造・圧延法で製造されたＰｒ−Ｆｅ−
Ｂ磁石を使用する。本実施例において、ねじ２は磁石１
と鉄ヨーク３のガイドの役目を果たすことが出来るため
精密な位置決め接合を行うことが出来る。尚本実施例で
はねじ２は４箇所用いたが必要に応じてねじの使用数は
変更しても構わない。また、ねじ孔部の磁束が不均一に
なることで磁気回路としての性能が問題になる場合には
ねじ状に加工した着磁された磁石をねじ孔にねじ込んで
孔を塞ぐことができる。

【０００８】また、一旦接合した磁石と鉄ヨークを磁気
回路の変更等によって引き剥さなければならなくなった
時など、ねじ孔に再びねじを挿入しねじ込むことで容易
に引き剥すことが可能である。

【０００９】（実施例２）図２に示すように鉄ヨーク３
にねじ２をたてて磁石１との間に空隙を設ける。ねじ２
は磁石１の４角に近いところを支えるような位置に設け
る。各ねじ２を少しずつ回して磁石１を鉄ヨーク３に近
付けて空隙をゼロにすることにより磁石１は磁気力によ
り鉄ヨーク３に固定され、ねじ２を磁石１から抜き取る
ことにより磁気回路が完成する。尚本実施例にて示した
磁石１は横４０ｍｍ、縦８０ｍｍ、厚さ７ｍｍの寸法を
有する焼結法Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石を上下方向に着磁した
ものを使用した。本実施例においても実施例１と同様に
ねじ本数は自由に変更可能であるとともに、鉄ヨークの
孔は磁石を再び引き剥すときに使用でき更にねじ孔が磁
気特性に影響が出る場合は磁性体のねじをねじ孔にねじ
込めば全く問題がない。

【００１０】（実施例３）図３に示すように氷４を磁石
１と鉄ヨーク３にて挟んで室温放置する。挟まれた氷４
は徐々に溶けて、最終的に磁石１と鉄ヨーク３は磁力で
完全に接合する。本実施例に於て磁石の寸法は横４０ｍ
ｍ、縦８０ｍｍ、厚さ７ｍｍのものを使用し、２極に多
極着磁してある。また氷は厚さ１５ｍｍのものを使用し
た。

【００１１】（実施例４）図４に示すように位置決めの
ための孔を有する横４０ｍｍ、縦８０ｍｍ、厚さ７ｍｍ
の一体の上下方向に着磁した希土類磁石１使用し、取り
付ける鉄ヨーク３には非磁性材料でできたガイドピン５
がたてられている。磁石１と鉄ヨーク３の間に図４に示
すような氷の角柱４を挿入し鉄ヨーク３に下から約１０
０℃の熱を加えることにより、速やかに氷の角柱４は溶
け去り磁石１はガイドピン５に添って鉄ヨーク３に近付
き、０．１ｍｍ以下の精度にて接合される。ここで氷を
の溶融時間を短縮するために外部より熱を加えたが熱を
加えなくても時間が経てば室温においても溶融すること
は言うまでもない。また磁石を加熱する方法は直接ヒー
タ、電磁誘導等により外部から加熱するか、また磁石そ
のものをヒータとして磁石に電流を流すことにより実現
することが出来る。

【００１２】（実施例５）図５に示すように磁石１と鉄
ヨーク３とを樹脂で仮止めされたガイドの箱６の中にド
ライアイス７のブロックを挟んで固定する。ガイドの箱
６の内壁と磁石１との間のクリアランスは０．０５ｍｍ
とする。ドライアイス７は昇華し磁石１は鉄ヨーク３に
高精度で接合する事が出来る。接合後ガイドの箱６を外
すことで磁気回路が完成する。尚ここで使用する磁石は
横４０ｍｍ、縦８０ｍｍ、厚さ７ｍｍの一体の希土類磁
石であり４極に多極着磁されている。

【００１３】（実施例６）図６に示すようなリニアモー
タ用の磁気回路の組立を行う。鉄ヨーク３に横２０ｍ
ｍ、縦６０ｍｍ、厚さ５ｍｍの磁石１をＮ極とＳ極を交
互に磁石間を開けて取り付ける。本発明に基づいた取付
方法の工程図を図７に示す。同図において 工程（I）：まず、着磁した磁石１をプラスチックの台
８の溝にはめ込む。この溝により磁石間の間隔は精密に
保つ事が出来る。この磁石とプラスチック台８を容器９
にいれた後、溶融したパラフィン１０を注ぐ。

【００１４】工程（II）：室温でしばらく待つとパラフ
ィン１０は固化しパラフィン１１と磁石１の一体物を形
成する。その後、前記一体物を容器９より取り出す。

【００１５】工程（III）：容器１３に水１２を注いだ
後前記一体物を上から挿入して水１２に浸して空気を抜
く。その後、冷凍庫に入れて全体を冷却する。水１２は
固化して氷１４となり磁石１と接合しパラフィン１１と
一体化する。

【００１６】工程（IV）：容器１３からパラフィン１
１、磁石１、氷１４の一体物を取り出して鉄ヨーク３に
乗せる。鉄ヨーク３を８０℃で加熱して徐々に氷１４を
溶かして磁石１を鉄ヨーク３に磁気力で接合し、その後
パラフィン１１を機械的に取り去ることで、図６に示し
た磁気回路を完成することが出来る。尚実施例６の中で
氷の溶融を促進するために加熱したが、特に加熱せずに
室温においても溶融することは言うまでもない。

【００１７】（実施例７）実施例６のプラスチック台８
の代わりに、シート状の無着磁のゴム磁石を使用する。
図７のプラスチック台８の代わりにゴム磁石を用いるこ
とで前記磁石と前記ゴム磁石との間には適当な吸着力が
働くためにノギス等を用いることで前記磁石の精密な位
置決めができる。ここでは図７の工程（I）で示すよう
にパラフィン１１を用いずに水を用い、前記ゴム磁石を
取り去ることで工程（II）で示したような一体物を得
る。その後工程（III）を経ずに、一体物と鉄ヨークの
間に薄い板状の氷を挿入して工程（IV）のような状態に
して、鉄ヨークの加熱を行うことで所望の磁気回路を得
ることができる。

【００１８】以上実施例を用いて説明してきたが、本文
中で用いた鉄ヨークは鉄に限らず磁性体ならばすべて対
象範囲となる。また磁石と鉄ヨーク間の間隔を確保する
方法としてねじ、氷、ドライアイス、ラック、パラフィ
ン等を例に示したが同様な効果が達成できる方法ならば
全て対象範囲である。更に本発明に於て説明した磁石は
希土類磁石を中心に説明してきたが本発明は他の磁石に
もそのまま適用できる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁石の取
付方法は特に磁気回路が大きくなるに従って大きな意味
がでてくることになり、従来のように危険で手間がかか
りしかも精度が出にくい方法と較べ、簡単で安全でしか
も精度良く取り付けられる方法である。例えば溶融物質
として説明した氷などはどこでも入手でき、廃棄の必要
もなく、更に非常に安価であるため低コストにて強力磁
石を応用した大型の磁気回路を容易に出来、大型磁気回
路への永久磁石の利用範囲を更に拡張することになる。
また、この方法はリニアエレベータ、リニアモータカー
等のように建造物や大型車両のような屋内に入らない大
型のものに、現場で磁石を取り付ける際にも極めて有効
な方法である。従って、この方法により永久磁石に利用
範囲がますます広がり産業にも大いに貢献するものと期
待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係わる磁石の取付方法
を示す概略図。

【図２】 本発明の第２実施例に係わる磁石の取付方法
を示す概略図。

【図３】 本発明の第３実施例に係わる磁石の取付方法
を示す概略図。

【図４】 本発明の第４実施例に係わる磁石の取付方法
を示す概略図。

【図５】 本発明の第５実施例に係わる磁石の取付方法
を示す概略図。

【図６】 本発明の第６実施例に係わる磁気回路を示す
概略図。

【図７】 第６実施例に於ける磁気回路の組立工程を説
明するための工程図。

【符号の説明】

１ 磁石 ２ ねじ ３ 鉄ヨーク ４、１４ 氷 ５ ガイドピン ６ ガイドの箱 ７ ドライアイス ８ プラスチック台 ９、１３ 容器 １０、１１ パラフィン １２ 水

フロントページの続き (72)発明者 篠原 孝友 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内 (72)発明者 輪湖 澄孝 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着磁された磁石を磁性体部材に取り付け
   る方法において、前記磁石と前記磁性体部材との間の間
   隔を確保し間隔を調整する間隔調整手段を設け、前記間
   隔調整手段により前記磁石と前記磁性体部材との間隔を
   徐々に狭め前記磁石及び前記磁性体を接合させることを
   特徴とする磁石の取付方法。
2. 【請求項２】 着磁された磁石を磁性体部材に取り付け
   る方法において、両者の一方或は両方にねじを立てて前
   記磁石と前記磁性体部材との間に間隔をつくり、ねじを
   回して間隔を狭め前記磁石と前記磁性体部材とを接合さ
   せることを特徴とする磁石の取付方法。
3. 【請求項３】 着磁された磁石を磁性体の部材に取り付
   ける方法において前記磁石と前記磁性体部材の間に溶融
   可能な物質を挟み、前記物質を溶融させて前記磁石と前
   記強磁性体部材とを接合させることを特徴とする磁石の
   取付方法。
4. 【請求項４】 着磁された磁石を磁性体部材に取り付け
   る方法において、前記磁石をあらかじめ一種或はそれ以
   上の溶融可能な物質の中に埋め込んで一体物にし、前記
   一体物を前記磁性体部材に固定し、更に溶融物質の一種
   或はそれ以上を溶かしだして前記磁石を固定することを
   特徴とする磁石の取付方法。
5. 【請求項５】 溶融可能な物質が氷であることを特徴と
   する請求項３及び請求項４記載の磁石の取付方法。
6. 【請求項６】 前記磁石の周辺部に精密な位置決めを行
   うためのガイドピン或はガイド壁或はガイドの箱を用い
   ることを特徴とする請求項３及び請求項４記載の磁石の
   取付方法。