JPS5924068B2 - 吊上電磁石装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吊上電磁石装置に関し、特に板厚を異にする各
種鋼板またはその成形品の板厚の減少にかかわらず十分
な懸吊を行い得る如く磁気吸引力を調整可能とする吊上
電磁石装置に関する。

５Ｑｉｃｍ以上の厚鋼板に十分適合するように大きな磁
極面積を持たせた電磁石は、重量を同じくする６ｕ程度
の比較的薄い鋼板を吊上げる際に鋼板の撓みによる空隙
長の増大と鋼板内部の磁気飽和の傾向とによって空隙の
磁束密度が減少し、従って磁気吸引力が著しく低下して
しまう性質がある。

本発明は磁極を数個に分割することにより変形した鋼板
に対して数個所でメタルタッチさせると共に、有効な磁
極面積をこれの縮小によって鋼板内部の磁気回路断面積
に近づけ、鋼板の磁気飽和にかかわらず、高い空隙磁束
密度を維持しその２乗に比例する磁気吸引力を十分な値
に調整しようとするものである。

一般に鋼板の重量はその板厚ｔに比例する。

エツジ効果のない磁極の中央部附近でＮ、Ｓ両極を結ぶ
方向に沿う磁極の幅をｂとすれは、鋼板内部の磁気回路
断面積に対する磁極面積の割合はｂ／ｌで、従って両者
の磁束密度はし＄に比例する。

板厚ｔが小さくなれは磁気吸引力はｔ２ に比例して減
少するから、厚い鋼板と同一平面積を持つ薄い板は吊り
上げ切れなくなる。

磁極を分割して隣接するものを鋼板より離脱させること
により、それに正対していた部分の磁気回路の断面積が
残存する磁極に追加される。

例えは１つ置きに磁極を間引きすれは、空隙の磁束密度
はほぼ２ｔ／ｂとなり、磁気吸引力は４（ｔ／ｂ）２に
比例するから、有効な磁極面積が半減しても電磁石全体
の能力はｔ Ｘ ２ ｔ／ｂ’で、板厚ζ（ｉとなって
も同一面積の鋼板は吊上げ可能で、ｉ厚の鋼板に対して
はおよそ百の磁極を間引けは良い。

本発明はこのように電磁石の鉄心すなわち磁極を数個に
分割し、鋼板の撓みや変形に追随させ空隙長を縮小する
と共に、そのうちの所要数を鋼板より引離し有効磁極面
積を制御して、各種板厚の鋼板に対し十分な磁気吸引力
を保たせ°ることを特徴とする。

図面を参照して本発明にかかる基礎的な実施例を説明す
る。

第１図の単位磁石１０は磁極Ｎ、Ｓを有する馬蹄形電磁
石であって、この単位磁石１０個が第２，３図に示す如
く組合わされて電磁石装置を形成する。

各単位磁石１０は各個にセパレーター１２により隔られ
て相対的に運動可能な如り隣接してルーズに重なり、共
通の励磁コイル１４および１６で捲かれている。

これ等を固定するフレーム１８には２群の固定滑車２０
および２２が取付けられ、それぞれ単位磁石１０の頂部
に設けた相対する可動滑車２４を鋼索２６で吊下げてい
る。

鋼索２６の両端はフレーム１８の最左方の単位磁石１０
に近い部分にある留金３０によって固定され、その中央
部は最右方の単位磁石１０に近い締付装置３２を貫通し
、ナツト３４による固定または解放に従い、鋼索２６は
２本としであるいは１体として運動する。

フレーム１Ｂは吊環３６を備え、鋼板３８を吸着して、
クレーン等で捲上げられる。

第４図に示す単位磁石１０は第１，２図の鋼索２６の代
りに単位磁石の頂部に固定した棒鋼４０がフレームを貫
通し、その上部に設けた圧縮バネ４２を介して抑え板４
４と締付ナツト４６で組立てられている。

この際、奇数番目の単位磁石はそのヨーク４８の先端部
が切除されていて偶数番目の単位磁極より磁極面積が小
さくしである。

本発明にかかる第１〜３図に示す装置で鋼板３８を吊上
げるには、厚鋼板に対しては締付装置３２を解放したま
まで、クレーンで電磁石を運び床上に静止した鋼板３８
上に降せば、鋼索２６が緩んで各単位磁石１０はすべて
鋼板に接触する。

鋼板３８が凹状等の成形品である場合もその曲率半径が
比較的太きけれは、各単位磁石は夫々上下に移動し鋼板
３８の曲面に追随することができる。

励磁コイル１４．１６に通電してクレーンで捲上げれは
、単位磁石１０は何れも鋼板３８に密接して吸引し、こ
れを吊上げる。

この点は弾性変形しやすい平鋼板に対しても全く同様で
ある。

比較的薄い鋼板に使用する際には、電磁石がいまだ磁気
吸引を起さない状態にあるときに床上または鋼板３８上
におろして鋼索２６をたるませる。

手動により偶数番目の可動滑車２４側の鋼索２６を緊張
させて締付装置３２をナツト３４で固定する。

クレーンをわずかに捲上げれは偶数番目の単位磁石は上
方に吊上げられるが、奇数番目の単位磁石は前記鋼索２
６の緩んだ分だけ一層下降し、両グループの間には相当
の高低差を生じる。

この状態で励磁し鋼板２２を吊上げると、偶数グループ
は磁気回路が閉じず、奇数グループだけで吸着し有効な
磁極面積は半減し磁気吸引力は倍増する。

後者が鋼板の曲率に追随する点では締付装置３２を使用
しない場合と少しも異るところはない。

特殊鋼および軟鋼からなるを交互に重ねられた複数の単
位磁石を締付装置３２を開放して使用する場合、停電等
により電源がきれると軟鋼の磁石は磁気吸引力が鋼索２
６の張力より小さくなるから鋼板より引き離され、前記
と同様に有効な磁極面積を縮少する。

第４図に示す装置では、これを曲率を持った鋼板上に置
けは各単位磁石１０はこれと接触するが、共通のフレー
ム１８を持つために鋼板の凸部に当る磁石はど圧縮バネ
４２が大きく変位する。

吊環３６で鋼板ともども吊上げると、その全重量は全部
の圧縮バネ４２にかかるが、個々には均一とならず、変
位の大きいものほど大きな圧縮力が働らく。

厚い鋼板であれはいずれの単位磁石１０についても磁気
吸引力が上記圧縮力を上まわって、全磁極で吸着し吊上
げることになる。

比較的薄い鋼板に使用する場合には磁気飽和のために空
隙の磁束密度、従って磁気吸引力が不足するため、一部
の磁石では圧縮バネ４２の圧縮力の方が強くなり、磁気
吸引力に抗して棒鋼４０を上方に押上げ鋼板３８との磁
気回路を断ち切ってしまう。

ヨーク４８の尖端部を切除せず大きな磁極面積を持つ偶
数グループの磁気吸引力は奇数グループの値より小さい
から、先づ偶数番目の単位磁石が鋼板３８より離脱する
が、これにより有効な磁極面積が半減し、奇数番目の各
単位電磁石の空隙磁束密度はほぼ倍増して大きな磁気吸
引力を示すと共に、薄い鋼板３８の著しい弾性変形に伴
い圧縮バネ４２の圧縮力に相当なアンバランスが生じた
としても、これ以上の磁石の離脱は生じない。

本発明によれは、関係位置を変化し得る如く磁極を分割
したため、プレス成形品や弾性変形などによる曲面を持
った鋼板に対しても接触面積を拡大し平均空隙長を小さ
く保つことができる。

磁気吸引力は空隙磁束密度の２乗とその面積との積に比
例するが、在来の一体型の平面磁極では曲面に対しある
局部だけで鋼板と接触するのみで、その部位から遠ざか
るに従って空隙長が増大し、空隙に要するアンペア回数
が過大となって空隙磁束密度が急速に減少する。

従って、それ等の部分では磁気吸引力が大幅に低下して
有効な作用が行われない。

これに較べて分割した場合は単位磁石ごとに鋼板と接触
し、その近傍では空隙長も小さいので有効な磁極面とし
て作用し、在来型に較べて分割数に比例するとまではい
かないまでも著しく吸引力が増加する。

ヨーク内部における磁力線は必ずしも磁極面に直交する
とは限らない。

在来型の電磁石かごく一部で曲面と接触するだけで他の
部分の空隙長が拡大すると磁束の横流が生じる。

ヨーク内部では磁極面と、平行する方向の磁界強度はさ
ほど大きくはないから、磁束はヨーク内部で上記接触部
位に集中する如く流れ、磁気飽和に近づくまで大きくな
り空隙に要するアンペア回数を増加する。

そのため残余の空隙長の大きい部分の磁束密度は極端に
低下する。

この点単位磁石に分割して隣接する相互間にセパレータ
ーを挿入すると、その導磁率は鉄鋼より遥かに小さいか
ら、それを貫流する磁束は実用上塔と考えて差支えない
。

各単位磁石は殆んど独立して作用するから１組の電磁石
としての磁気吸引力は分割しない場合よりも増加する。

共通コイルでなく夫々独立した励磁コイルを持つ小磁石
の組合せと比較すれは、同一アンペア回数および電流密
度に対して銅重量従って所要電力が少ないことと、スペ
ースの小さい利点がある。

電磁石が厚鋼板に対し十分な吸引力を持つためには、ヨ
ークと鋼板内部との磁束密度の均衡が保たれ、双方とも
に飽和によるアンペア回数の偏った増加が生じないこと
が良い。

しかし、このような磁極面積とすると、薄板に使用する
際に磁気吸引力の非常な低下を招く、仮りに電磁石の全
アンペア回数が吸引される鋼板の内部で費されるとして
も、鋼板内部の磁束密度は一般の用土用電磁石では最大
でも２．３０００ガウス、その磁界強度は１．３００
Ａ／ｃｒｒＬを超えられない。

端部を除いた磁極の中央部で、鋼板内部の磁気回路の有
効断面積と磁極面積との割合、すなわち板厚ｔと磁極幅
すとの比が１：１０程度となれは空隙の磁束密度は２．
３００ガウス、その時の磁気吸引力は僅かに０、３４
ｋｇ／ｃｒｒｔにしかならない。

本発明の如く、磁極を間引いて磁極面積を縮小すると、
間引かれた磁極に正対していた鋼板内部は残存する磁極
の回路として追加されることとなる。

板厚が小さいためヨークの磁界強度は非常に小さく磁束
の増加を殆んど妨げないから、残存磁石の空隙磁束密度
は殆んど倍増し、単位面積当りの磁気吸引力は４倍近く
になり、磁極面積が半減してもなお全体の磁気吸引力は
２倍となる。

電磁石をバネを介してフレームに取付け、単位磁石の半
数のヨーク先端部を切除いて磁極面積を違えた場合、厚
板に対しては大きな変化は見られない。

薄い鋼板に使用すると、その内部の磁気飽和のために各
単位磁石の空隙磁束密度は厚板より低下するが、中でも
先端を切除しない磁石の空隙磁束密度は他のものより一
層小さくなる。

鋼板が平面であるとすれは各バネの圧縮力は均等となる
が、切除してない単位磁石の磁気吸引力は平均値より相
当に小さいから、鋼板の重量がある値を超えるとバネの
圧縮力がそれを上まわって鋼板より引離される。

一旦離れるとその磁石の吸引力は急落し、バネを圧縮す
る力は自重だけとなるから、バネは伸び切って磁石と鋼
板とは数１以上離隔し、その磁気回路は実質的に消滅す
る。

鋼板の離脱した磁石に対応していた部分は隣接する切除
した単位磁石の磁気回路に追加され、その磁石の空隙磁
束密度を前項同様に倍増する。

すなわち、切除しない単位磁極が鋼板より自動的に離れ
ることによって磁気吸引力が倍加し、安全率を向上する
ことができる。

なお、実施上、対象鋼板の板厚に応じて締付ナツトによ
り圧縮バネの長さを調節したり、単位磁極を３つ以上の
数グループに分け、板厚に応じて適宜使用してもよい。

また、プーリーと鋼索、あるいは圧縮バネの代りにリン
クやレバー、その他の方法で単位磁石とフレームとを結
合しても良い。

また、単位磁石の一部もしくは全部を励磁釈放後に大き
な残留磁気を有する材料を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の線１−１に沿って得た単位電磁石の正
面図、第２図は本発明に係る電磁石装置の側面図、第３
図は底面図、第４図は他の実施例に係る単位電磁石の正
面図である。 １０：単位電磁石、１４，１６：励磁コイル、１８：フ
レーム、２０．２２：固定滑車、２４：可動滑車、２６
：鋼索、３０：留金、３２：締付装置、３８：鋼板、４
０：棒鋼、４２：圧縮バネ、４８：ヨーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フレームと、互いに隣接して配置された複数の馬蹄
   形単位電磁石と、鋼材上の磁極面積を増減すべく前記単
   位電磁石を選択的に鋼材に接触させるように、前記単位
   電磁石を相対運動可能に前記フレームに支持するための
   手段とを備え、前記複数の単位電磁石は磁極面積を異に
   する単位電磁石を含み、吸着される鋼板内部の磁気飽和
   の程度に応じて磁極面積の比較的大きい単位電磁石から
   順次鋼板から離脱させ、残る単位電磁石の空隙磁束密度
   を高めて磁気吸引力を増大させることを特徴とする、吊
   上電磁石装置。