JPS60130106A - 永電磁型吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、永久磁石と励磁コイルを有し、磁気的吸着
及び解放を行なう氷霧磁型吸着装置の改良に関づ−る。

一般に、磁気的吸引吸着を利用するリフティングマグネ
ット、ブレーキ、クラッチ、チャック等か汎用されてお
り、今日では省電力の要請から、吸着状態を維持するの
に、永久磁石の磁力にのみ頼る氷霧型吸着装置（以下、
単に吸着装置という〉が実用化されている。

かかる吸着装置は、永久磁石、励磁コイル、磁極片、ｍ
鉄から構成され、代表的なリフティングマグネットの例
で説明すると、第１図に示す場合は、アルニコ系の永久
磁石（１）に励磁コイル（２）を局着し、永久磁石（１
）の−万端に磁極片（３）を着設し、永久磁石（１）他
端には継鉄カップ（４）を着設してあり、磁極片（３）
と継鉄カップ（４）の解放側端面で磁性体（５）を磁気
吸着する構成であり、励磁コイル［２］に直流電流を印
加して、磁気吸着と同時に永久磁石（１）の着磁を行な
い、磁性体（５）の釈放時は、励磁コイル（２）に吸着
時とは逆方向の直流電流を印加し、永久磁石（１）をほ
ぼ消磁状態に保持して行なう。

また、第２図の場合は第１図と同様の構成において、予
め着磁されたフェライ１−磁石等の高保磁力の永久磁石
（１）を用い、磁極片（３）の周囲に励磁コイル（２）
を配置する構成となり、磁性体（５）を磁極片（３）に
接近させて吸着させ、釈放時は励磁コイル（２）に通電
し、永久磁石（１）の磁気吸着ノコを一時的に打ち消し
て行なう。

上記従来の構成では、釈放時に印加する直流電流は、永
久磁石（１）を一時的に消磁状態とするか、永久磁石（
１）の磁気吸着力を一時的に打ち消して磁性体（５）の
再吸着を防ぐためには、極狭い範囲の電流に制御しなけ
ればならず、また、非作動時おいて、第１図の場合は、
必ずしも完全な消磁状態にはなく、第２図の場合は常に
磁束が外部に洩れており、両者とも不要の吸着力を発生
しており、不測の事故を招来しかねない問題があった。

また、従来の吸着装置をブレーキに適用した場合も同様
の問題があった。第３図に示すように、軸芯部が空洞と
なった磁極片（３）と永久磁石（１）及び継鉄カップ（
４）が順次接続され、第２図と同様に磁極片（３）の外
周に励磁コイル（２）が配置してあり、軸芯部を挿通す
る回転軸（６）先端にスプラインハブ（力が固着されて
、ｆＢ磁極片３）とｇ鉄カップ（４）の吸着面間のブレ
ーキシュー（９）に、スプラインハブ（力に装着したア
ーマチュア（８）が当接できるよう構成され、常時吸着
されて制動力を発生させている。アーマチュア（８）の
解放は永久磁石（１）の磁気吸着力を一時的に打ち消す
ように直流電流を印加するが、アーマチュア（８）とス
プラインハブ（カとに付設したばね（１０）でギャップ
を形成させる必要があり、この解放のためのギャップ形
成装置は不可欠であり、また、解放を要する間、永久磁
石（１）の磁気吸着力の一時的打ち消しを維持するに必
要かつ十分な電流を正確に制御供給し続けなければなら
なかった。

この発明は、吸着装置のかかる現状に鑑み、励磁コイル
への印加電流制御に高精度を必要と覆ることなく、強い
磁気吸引吸着力を有し、非作動時の漏洩磁束もない、取
り扱いが容易な氷霧磁型吸着装置を目的としている。

１なわち、この発明は、一方面が吸着面である磁極片の
他面上に、高保磁力磁石、低保磁力磁石。

のうらいｆれかを中心にして、残る永久磁石と、少なく
とも低保磁力磁石に磁束を及ぼし得る励磁コイルとを並
列配置または周囲配置し、磁極片をその吸着面が露出す
るよう継鉄カップで被包し、継鉄カップの内面と少なく
とも前記永久磁石の他端を接続してなり、磁性体の吸着
時に低保磁力磁石を高保磁力磁石と同方向に磁化し、非
吸着時に低保磁力磁石を高保磁力磁石と逆方向に磁化し
てなる氷霧磁型吸着装置である。

この発明において、高保磁力磁石、低保磁力磁石は、円
柱状、角柱状あるいはリング状等の単体永久磁石のほか
、複数個を一体に組合せて前記形状にしたものあるいは
小寸法のものを多数配置するなど、各種形状９寸法２個
数の種々の組み合せ、選択ができ、低保磁力磁石は、励
磁コイルの磁化により容易に磁化方向が反転可能な保持
力の磁石で、例えばアルニコ系永久磁石がよく、また、
高保磁力磁石は、前記励磁コイルの磁化の影響を受けな
いフェライト系永久磁石や希土類永久磁石が好ましい。

また、高保磁力磁石と低保磁力磁石の保磁力の差は、低
保磁力磁石が磁化方向を反転した際に、励磁コイルの磁
界の影響を受けて高保磁力磁石の磁力が低下しない必要
があり、高保磁力磁石は低保磁力磁石の３倍以上が好ま
しく、特に、５倍以上とすることにより、励磁コイルへ
印加する電流値の許容範囲が拡がる利点がある。

この発明において、高保磁力磁石、低保磁力磁石、励磁
コイルの配置は、永久磁石のうちいずれかを中心に、直
方体ブロック磁石を並列配置したり、円柱状や角柱状の
磁石の周囲に励磁コイルや磁石をリング状に周囲配置し
たり、中心になる永久磁石の周囲に複数個の角柱状磁石
を一定間隔で周囲配置したり、被吸着物の形状重量等に
応じて、２種の永久磁石と励磁コイルの配置構成、永久
磁石の磁気特性や形状、刈払、励磁コイルの磁化力、継
鉄カップや磁極片の形状等を適宜選定すればよい。

また、励磁コイルは、少なくとも低保磁ツノ磁石にその
磁束を作用させることができるように周囲配置されれば
よく、低保磁力磁石の周囲に直接配置づるほか、最も外
周に周囲配置されてもよく、また永久１１の軸方向高さ
のうち一部分に周囲配置してもよい。

また、継鉄カップは、磁極片の平面上に２種の永久磁石
と励磁コイルを配置い少なくとも永久磁石の細面と継鉄
カップの内面が接続され−Ｃ磁路を形成できるように被
包されればよく、例えば、全体を覆うもののほか、十字
型部材を各先端が磁極ハの吸着面と同−而に脚部として
並ぶように折曲げた構成のａ鉄カップなど種々の形状の
ものが利用できる。

この発明による吸着装置は、吸着、釈放にはその始動時
のみ励磁コイルに電流印加すればよく、印加を持続する
必要はなく、吸着時の磁力には２種の永久磁石とも関与
するため吸着力が強く、釈放後の漏洩磁束がなく釈放が
容易となり、また、印加する電流は、低保磁力磁石を着
磁しかつ高保磁ツノ磁石の磁ツノを低下させない磁界を
発生する範囲であればよく、電流制御に高精度を必要と
せず、印加電流の許容範囲が広く、例えば、高保磁力磁
石に希土類磁石を使用すると印加電流が実質的に上限な
く印加でき、簡単な構成の制御装置で充分となる利点が
ある。

以下に、この発明による吸着装置を図面に基づいて説明
する。第４図から第５図はこの発明によるリフティング
マグネツ１への縦断説明図であり、第６図と第７図はリ
フティングマグネットの他の実施例の横断説明図であり
、第８図はこの発明による氷霧磁型ブレーキの縦断説明
図である。ここでは、高保磁力磁石にフェライト磁石、
低保磁力磁石にアルニ」磁石を使用した例を説明する。

第４図に示す例は、低保磁力磁石である円柱状のアルニ
コ１４石（１１）の周囲に励磁コイル（１２）を配置し
、さらにコイル（１２）外周に、高保磁力磁石であるリ
ング状のフエライ１へ磁石（１３）を配置して、リング
突起を有Ｊる円盤型の磁極片（１４）平面上に載置し、
磁石、コイルの他端側にカップ状の継鉄カップ（１５）
を接続した構成からなる。

磁性体（１６）の吸着時は、励磁コイル（１２）に直流
電流を印加しで、アルニコ磁５（１１）の磁化方向をフ
エライ１〜磁石（１３）と同一にすると、第４図ａ図の
如く、アルニコ磁石（１１）→磁極片（１４）−）磁性
体（１６）→継鉄カップ（１５）→アルニコ磁石（１１
）の磁路（Ｍ＋）、及び、フエライ１〜磁石（１３）→
磁極片（１４）−→磁性体（１６）−）継鉄カップ（１
５）→フェライト磁石（１３）の磁路（Ｍ２）の２つの
磁路が形成され、磁性体（１６）を強力に吸着覆る。ま
た、励磁コイル（１２）への通電を遮断しても上記磁路
は維持される。

つぎに、釈放時は、先とは逆方向の直流電流を、励磁コ
イル（１２）に印加してアルニコ磁石（１１）の磁化方
向をフェライト磁石（１３）のそれと逆にすると、同Ｂ
図に示す如く、アルニ］ｖｉ１石（１１）→継鉄カップ
（１５）→フェライト磁石（１３）→磁極片（１４）→
アルニコ磁石（１１）なる磁路（Ｍ３）が形成されて、
２種の磁石（１１）　（１３）の磁力は磁性体（１６）
に対して何ら寄与せず、容易に磁性体（１６）が釈放さ
れる。また、励磁コイル（１２）への通電を遮断しても
、上記の磁路（Ｍ３）は維持され、外部への漏洩磁束が
なくなり、不必要な吸着力を発生ずることがない。

ちなみに、上記の第４図の構成に、６００（Ｏｅ）のア
ルニコ磁石と３０００　（Ｏｅ　）のフェライト磁石を
使用し、励磁コイルには起磁力１０００（Ａ−Ｔ）のも
のを配置して、磁性体を吸着・釈放したところ、強力な
吸着と容易かつスムーズな釈放の作動が得られ、外部へ
の磁束の漏洩もなかった。

第５図の例は、円柱状のフェライト磁石（１３）の周囲
にリング状のアルニコ磁石（１１）を配置し、さらにそ
の外周に励磁コイル（１２）を配置し、リング突起を有
する円盤型の磁極片（１４）平面上に載置し、磁石、コ
イルの他端側にカップ状の継鉄カップ（１５）を接続し
た構成がらなり、中央のフエライト磁石（１３）はその
周囲のアルニコ磁石（１１）より低くしてあり、低い分
だけ継鉄カップ（１５）の中央に突起が設【ノである。

以上の構成において、磁性体（１６ンの吸着、釈放の作
用及び操作は第４図で説明した場合と全く同じであり、
印加する直流電流の許容範囲が広く操作が容易で、強力
な吸着、容易かつ簡単な釈放、釈放後の漏洩磁束がない
等の効果は同様である。

〜 第６図の例は、角柱状のアルニコ磁石（１１）の周囲に
励磁コイル（１２）を配し、コイル（１２）の両方側に
各々２つの角柱状フェライト磁石（１３）を配置した場
合を示す。

また、第７図は、角柱状のアルニコ磁石（１１）の周囲
に励磁コイル（１２）を配し、コイル（１２）の両方側
に各々１つの同寸法の角柱状フェライト磁石（１３）を
配置した場合を示す。

このように、高保磁力磁石、低保磁力磁石、及び励磁コ
イルの配置は、種々の形状の磁石の組合μや、並列２周
配置などの種々の配置が適宜利用できる。

また、この発明の吸着装置を永電磁型ブレーキに適用し
ても上記の例と同様の作用効果が得られる。すなわち、
第８図に示す如く、中央部を穿孔したリング状の吸着突
起を有する磁極片（１４）の平面上に、リング状のアル
ニコ磁石（７７）を中心にして、励磁コイル（１２）　
、フェライト磁石（１３）を配置し、継鉄カップ（１５
）と接続してあり、磁極片（１４）とアルニコ磁石（１
１）の軸芯部を挿通する回転軸（６）先端にスプライン
ハブ（刀が固着されテ、ｖ１１極片（１４）　トｗｊ鉄
カッ７　（１５）　０）吸着面間のブレーキシュー（９
）に、スプラインハブ（刀に装着したアーマチュア（８
）が当接できるよう構成しである。

以上の構成において、励磁コイル（１２ンに直流電流を
印加して、アルニコ磁石（１１）の磁化方向をフエライ
［−磁石（１３）と同一にづると、アルニコ磁石（１１
）→磁極片（１４）→アーマデユア（８）→継鉄カップ
（１５）→アルニコ磁石（１１）の磁路と、フェライト
磁石（１３）→磁極片（１４）→アーマチュア（８）→
継鉄カップ（１５）→フェライト磁石（１３）の２つの
磁路が形成され、アーマチュア（８）を強力に吸着して
、軸（６）にブレーキ力を作用させ、また、励磁コイル
（１２）への通電を遮断しても上記磁路は維持されるた
め、常時、励磁コイル（１２）に通電覆る必要がない。

また、先とは逆方向の直流電流を、励磁コイル（１２ン
に印加してアルニコ磁石（１１）の磁化方向をフェライ
ト磁石（１３）のそれと逆にすると、アルニコ磁石（１
１）→ｇ鉄カップ（１５）→フェライト磁石（１３）→
磁極片（１４）→アルニコ磁石（１１）なる磁路が形成
されて、２種の磁？Ｓ　（１１）　（１３）の磁力はア
ーマチュア（８）に対して何ら寄与せ−ｆ、容易にアー
マデユア（８）が解放され、従来の如く解放のためのギ
ャップ形成装置が不要になる。また、励磁」イル（１２
）への通電を遮断しても、上記の磁路は維持され、外部
への漏洩磁束がなくなり、不必要な吸着力を発生してブ
レーキ力を作用させることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は従来のリフティングマグネットの縦断
説明図、第３図は従来の永電磁型ブレーキの縦断説明図
である。第４図から第５図はこの発明によるリフティン
グマグネットの縦断説明図であり、第６図と第７図はリ
フティングマグネットの他の実施例の横断説明図であり
、第８図はこの発明による永電磁型ブレーキの縦断説明
図である。 １・・・永久磁石、２，１２・・・励磁コイル、３．１
４・・・磁極片、４．１５・・・継鉄カップ、５．１６
・・・磁性体、６・・・軸、７・・・スプラインハブ、
８・・・アーマチュア、９・・・ブレーキシュー、１０
・・・ばね、１１・・・アルニコ磁石、１３・・・フエ
ライ１へ磁石。 第５図 第７＠ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １一方面が吸着面である磁極片の他面上に、低保磁力磁
   石と少なくとも低保磁力磁石に磁束を及ばし脣る励磁コ
   イルとを、高保磁力磁石を中心にして並列配置または周
   囲配置し、磁極片をその吸着面が露出するよう被包した
   継鉄カップの内面と少なくとも前記永久磁石の他端を接
   続してなり、磁性体の吸着時に低保磁力磁石を高保磁力
   磁石と同方向に磁化し、非吸着時に低保磁力磁石を高保
   磁力磁石と逆方向に磁化してなる氷霧磁型吸着装置。 ２一方面が吸着面である磁極片の他面上に、低保磁力磁
   石を中心にして、高保磁力磁石と低保磁力磁石に磁束を
   及ばず励磁コイルとを、並列配置または周囲配置し、磁
   極片をその吸着面が露出するよう被包した継鉄カップの
   内面と少なくとも前記永久磁石の他端を接続してなり、
   磁性体の吸着時に低保磁力磁石を高保磁力磁石と同方向
   に磁化し、非吸着時に低保磁力磁石を高保磁力磁石と逆
   方向に磁化してなる氷霧磁型吸着装置。