JPH0986854A - 磁気吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被吸着物の着脱をスイッチ操作で簡単に行え
る利点を保有しつつ永久磁石の吸着力に近い、あるいは
それを越える吸着力で被吸着物を吸着する。 【解決手段】 磁気吸着装置は、永久磁石と、永久磁石
に連結された一対のヨークであって、吸着すべき被吸着
物が接触する接触面をそれぞれ有するヨークと、そし
て、一対のヨークを連結するコア、該コアの周囲に巻き
付けられたコイル及び該コアの両端が永久磁石のＮ極Ｓ
極と同じ極性を示すようにコイルに電流を流し得る電源
を有する電磁石部とを備えて構成されてなり、電磁石部
のコイルに微小電流を流した時、該電磁石部を起磁力源
とする磁気回路と永久磁石を起磁力源とする磁気回路と
が一対のヨークに接触した被吸着物を同一方向に通るこ
とにより被吸着物の吸着力が増大し、一方、電磁石部が
通電していない時、永久磁石を起磁力源とする磁気回路
がコアと一対のヨークに接触した被吸着物とに分枝して
通ることにより被吸着物の吸着力が減少するようにした
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、磁気を利用して被
吸着物を吸着する磁気吸着装置に係り、特に、被吸着物
の着脱をスイッチ操作で行うことができる磁気吸着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気を利用して被吸着物を吸着する磁気
吸着装置には、大別して、永久磁石のみを利用するも
の、電磁石を利用するもの、そして、両者を併用するも
のの３種類に分けることができる。

【０００３】図５は、永久磁石のみを利用する磁気吸着
装置１０を示すもので、非磁性体からなるスペーサ１２
を介して一対のヨーク１４が配置されている。一対のヨ
ーク１４の対向する面には、断面円形のスライド溝１４
ａがそれぞれ形成されている。スライド溝１４ａ、１４
ａには、両側面１６ａがスライド溝１４ａに倣う形状に
された永久磁石１６が回転自在に挿入されている。

【０００４】鉄板１８を吸着する場合は、図５（ａ）に
示すように、永久磁石１６の両側面１６ａが各ヨーク１
４のスライド溝１４ａ内に位置するように回転する。こ
の時、永久磁石１６を起磁力源とする磁気回路は、図の
一点鎖線に示すように、一方のヨーク１４、鉄板１８、
そして、他方のヨーク１４を通って閉じており、これに
より、一対のヨーク１４の下面に鉄板１８を吸着するこ
とができる。

【０００５】一方、吸着を解除する場合には、永久磁石
１６を図５（ａ）の状態から９０度回転する。図５
（ｂ）に示すように、永久磁石１６を起磁力源とする磁
気回路は、図の一点鎖線に示すように、各ヨーク１４内
を通って閉じている。このように、鉄板１８を通る磁気
回路が形成されないため、一対のヨーク１４の下面に鉄
板１８は吸着しないようになる。

【０００６】電磁石を利用するものは、鉄芯の周囲にコ
イルを巻いたもので、コイルに電流を流している間だ
け、鉄芯の下面に被吸着物を吸着しておくことができ
る。

【０００７】図６は、極性不可逆永久磁石と極性可逆永
久磁石を組み合わせたタイプのものである（特開昭６１
−２５７７３４号参照）。

【０００８】この磁気吸着装置２０は、コ字形のヨーク
２１の内側に第２のヨーク２１が設置されている。第２
のヨーク２１とコ字形のヨーク２１との間には左右一対
の可逆永久磁石２２、２２と天井部の不可逆永久磁石２
３とが設置されている。なお、各可逆永久磁石２２は、
コア２２ａとその周囲に巻かれたコイル２２ｂとから構
成されている。

【０００９】そして、可逆永久磁石２２のＮ極Ｓ極を切
り換える事により鉄板などの磁性材料２４を吸着解放す
る。

【００１０】なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）に記載さ
れた構造を本発明の構造に対応させた場合の配置を示し
ている。

【００１１】図７は永久磁石と電磁石を直列につなぎ途
中にフランジ部を設けたタイプのものである（特開平２
−２６１７９１号参照）。

【００１２】この磁気吸着装置２５は、コ字形のヨーク
２６とその内側に第２のヨーク２６が設置されている。
第２のヨーク２６の頂部にはフランジが設けられてお
り、その上面とコ字形のヨーク２６との間には永久磁石
２８が配置されており、第２のヨーク２６のフランジよ
り下方にはコイル２７が巻かれている。

【００１３】コイル２７に通電又は通電停止する事によ
り磁性材料２４を吸着解放する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図５に示された永久磁
石のみを利用する磁気吸着装置１０は、被吸着物の着脱
を手動による永久磁石１６の回転によって行っていた
が、かかる作業は繁雑で、また、大きな吸着力を得るこ
とは構造上困難である欠点を有していた。

【００１５】電磁石のみを利用するタイプのものは、被
吸着物の着脱をスイッチ操作で簡単に行えるため好まし
いものであったが、大きな吸着力を得る場合には、コイ
ルの巻数を増やす必要があり嵩が大きくなり且つ重量も
重くなる欠点があった。また、大きな電流を必要とする
ためランニングコストも高いという欠点があった。さら
に、かかる磁気吸着装置を天井に取り付けて重量物を搬
送する用途に使用する場合、大電流を流すことができる
太い電線も併せて配置しなければならないなど種々の問
題があった。

【００１６】また、図６に示された磁気吸着装置２０は
瞬間的に大きな電流を必要とし、図７のものは非吸着時
に電流を流す必要があった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
方法の問題点に鑑み、被吸着物の着脱をスイッチ操作で
簡単に行える利点を保有しつつ微小電流で永久磁石の吸
着力に近い、あるいは、それを越える吸着力で被吸着物
を吸着することができる磁気吸着装置を提供することを
目的とする。

【００１８】本発明は、また、最大吸着力と通常吸着力
との比率を簡単に変更することができる磁気吸着装置を
提供することを目的とする。

【００１９】本発明に係る磁気吸着装置は、永久磁石
と、永久磁石に連結された一対のヨークであって、吸着
すべき被吸着物が接触する接触面をそれぞれ有するヨー
クと、そして、一対のヨークを連結するコア、該コアの
周囲に巻き付けられたコイル及び該コアの両端が永久磁
石のＮ極Ｓ極と同じ極性を示すようにコイルに電流を流
し得る電源を有する電磁石部とを備えて構成されてな
り、電磁石部のコイルに微小電流を流した時、該電磁石
部を起磁力源とする磁気回路と永久磁石を起磁力源とす
る磁気回路とが一対のヨークに接触した被吸着物を同一
方向に通ることにより被吸着物の吸着力が増大し、一
方、電磁石部が通電していない時、永久磁石を起磁力源
とする磁気回路がコアと一対のヨークに接触した被吸着
物とに分枝して通ることにより被吸着物の吸着力が減少
するようにしたことを特徴とする。

【００２０】

【実施の形態】以下、図面を用いて本発明に係る磁気吸
着装置について詳細に説明する。

【００２１】本発明に係る磁気吸着装置の一実施例を図
１に示した。

【００２２】本発明に係る磁気吸着装置３０は、概略的
に、永久磁石３２と、永久磁石３２に連結された一対の
ヨーク３４、３４と、そして、電磁石３６とを備えて構
成されている。

【００２３】図示された好ましい実施例では、永久磁石
３２は１つであるが、図２（ａ）及び（ｂ）に示されて
いるように、永久磁石３２を２ケ設けることもできる。
その場合、図２（ａ）のように、一対の永久磁石３２を
磁性材料からなる板部材３３で連結することもできる
し、図２（ｂ）のようにエアギャップとすることもでき
る。なお、各永久磁石片は、図示されているように、Ｎ
極Ｓ極が直列となるように配置されていることが必要で
ある。

【００２４】各ヨーク３４、３４の下面には、吸着すべ
き被吸着物、本実施例においては、鉄板３８が接触する
平坦な接触面３４ａが設けられている。鉄板３８の吸着
力は、鉄板３８と実際に接触している接触面３４ａの面
積に起因するため、接触面３４ａは平坦面であることが
好ましい。

【００２５】電磁石３６は、従来周知のように、一対の
ヨーク３４、３４を連結するコア３６ａ、該コア３６ａ
の周囲に巻き付けられたコイル３６ｂ及びコア３６ａの
両端が永久磁石３２のＮ極Ｓ極と同じ極性を示すように
コイル３６ｂに電流を流し得る図示されていない電源と
を有する。

【００２６】電磁石部３６のコイル３６ｂに通電してい
ない時は、図１（ａ）に一点鎖線で示したように、永久
磁石３２を起磁力源とする磁気回路がコア３６ａと一対
のヨーク３４、３４に吸着した鉄板３８とに分枝して通
る。これにより、永久磁石３２の吸着力の最大値よりも
小さな吸着力で鉄板３８は一対のヨーク３４、３４に吸
着される。従って、通電していない状態では、吸着力は
コア３６ａの断面積に依存するが、十分な断面積をとれ
ば、吸着力はほとんど発生しない。

【００２７】一方、電磁石部３６のコイル３６ｂに微小
電流を流すと、図１（ｂ）に点線で示したように、該電
磁石部３６を起磁力源とする磁気回路と、同図にて一点
鎖線で示したように、永久磁石３２を起磁力源とする磁
気回路とが一対のヨーク３４、３４に接触した鉄板３８
を同一方向に通る。永久磁石３２を起磁力源とする磁気
回路は、図１（ａ）の場合と異なり、コア３６ａを通る
磁束がないため、永久磁石３２に起因する吸着力は、永
久磁石３２の最大値となる。これに、電磁石３６に起因
する吸着力が加算されて、鉄板３８は一対のヨーク３
４、３４に吸着される。

【００２８】図３は、本発明に係る磁気吸着装置の他の
実施例を示したもので、ヨーク３４の接触面３４ａに、
プラスチックフィルム、紙、ステンレス鋼板、アルミ箔
などの非磁性体からなる薄い層３９が設置されている。
これにより、コア３６ａの断面積が不足していても無通
電時の吸着力を低下させることができる。なお、この薄
い層３９は、接触面３４ａの表面に限らず、磁気回路を
横断する位置であればどこにあっても良い。

【００２９】図示しないが、磁気吸着装置を、それぞれ
の接触面がほぼ同一平面内にあるようにして複数並列配
置すると、トータルの吸着力は当然増大する。

【００３０】

【実施例１】図４に示す磁気吸着装置を用いてワークの
吸着力を測定した。この磁気吸着装置は、基本的に図１
に示されたものと同一の構成を有している。従って、同
一の構成要素については同一の参照番号を付した。

【００３１】永久磁石３２は希土類磁石を使用し断面積
は、６平方センチメートルで、電磁石の巻数は４００
回、コア３６ａの断面積は１６．６平方センチメートル
とした。コイル３６ｂには直流０．２４Ａを流した。

【００３２】ワーク３８の重量、断面積及び吸着面積
（片側）は、それぞれ、０．３Ｋｇ、４．１平方センチ
メートル及び４．１平方センチメートルであった。

【００３３】

【比較例１】永久磁石３２をはずした。

【００３４】

【比較例２】電磁石３６をはずした。

【００３５】

【表１】 電磁石だけの場合、すなわち、永久磁石を外した場合の
吸着力は、８Ｋｇであった。永久磁石だけの場合、すな
わち電磁石をはずした場合は２５ｋｇであった。一方両
者を組み合わせると電流が流れていない時２ｋｇ、流れ
ている時２５ｋｇであった。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、電磁石部のコイルに微小電流
を流すことにより、永久磁石の吸着力に近い、あるい
は、それを越える吸着力を得ることができる磁気吸着装
置が提供される。それにより、被吸着物の着脱をスイッ
チ操作で簡単に行える利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る磁気吸着装置の一実施例を示す
概略図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ電磁石部に
通電していない状態及び通電した状態の磁気回路を示
す。

【図２】 （ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る磁気吸着
装置の他の実施例を示す概略図である。

【図３】 本発明に係る磁気吸着装置のさらに他の実施
例を示す概略図である。

【図４】 実施例１に用いられた磁気吸着装置を示す概
略図である。

【図５】 従来の永久磁石のみを用いた磁気吸着装置を
示す概略図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ被吸着
物を吸着している状態及び吸着していない状態の磁気回
路を示す。

【図６】 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の極性
不可逆永久磁石と極性可逆永久磁石とを組み合わせた磁
気吸着装置を示す概略図及び本発明の構造に対応させた
概略図である。

【図７】 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の永久
磁石と電磁石とを直列につなぎ途中にフランジ部を設け
たタイプの磁気吸着装置を示す概略図及び本発明の構造
に対応させた概略図である。

【符号の説明】

３０ 磁気吸着装置 ３２ 永久磁石 ３４ ヨーク ３６ 電磁石 ３６ａ コア、３６ｂ コイル ３８ 鉄板 ３９ 薄い層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】永久磁石と、前記永久磁石に連結された一
   対のヨークであって、吸着すべき被吸着物が接触する接
   触面をそれぞれ有するヨークと、そして、 前記一対のヨークを連結するコア、該コアの周囲に巻き
   付けられたコイル及び該コアの両端が永久磁石のＮ極Ｓ
   極と同じ極性を示すようにコイルに電流を流し得る電源
   を有する電磁石部と、 を備えて構成されてなり、前記電磁石部のコイルに微小
   電流を流した時、該電磁石部を起磁力源とする磁気回路
   と永久磁石を起磁力源とする磁気回路とが一対のヨーク
   に接触した被吸着物を同一方向に通ることにより被吸着
   物の吸着力が増大し、一方、前記電磁石部が通電してい
   ない時、永久磁石を起磁力源とする磁気回路がコアと一
   対のヨークに接触した被吸着物とに分枝して通ることに
   より被吸着物の吸着力が減少するようにしたことを特徴
   とする磁気吸着装置。