JPS645445B2 - - Google Patents
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- JPS645445B2 JPS645445B2 JP53150993A JP15099378A JPS645445B2 JP S645445 B2 JPS645445 B2 JP S645445B2 JP 53150993 A JP53150993 A JP 53150993A JP 15099378 A JP15099378 A JP 15099378A JP S645445 B2 JPS645445 B2 JP S645445B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
- B23Q3/154—Stationary devices
- B23Q3/1546—Stationary devices using permanent magnets
-
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Description
本発明は、磁性体の吸着保持に好適な吸着用磁
石装置に関し、特に、磁気回路ブロツク内に回転
可能に収容された永久磁石の回転操作によつて吸
着および離脱のための切換操作がなされる吸着用
磁石装置に関する。 従来のこの種の吸着用磁石装置では、磁気作用
面を有する一対の磁性部材および該磁性部材間に
配置された非磁性部材を備える磁気回路ブロツク
の内腔内に回転可能に収容された永久磁石を回転
操作することにより、磁気回路ブロツクの磁気作
用面を励磁あるいは消磁の状態におくことができ
る。 ところで、前記磁石装置のための永久磁石とし
ては、従来、残留磁束密度の大きいアルニコ磁石
が使用されていた。しかし、このアルニコ磁石が
組み込まれた従来の前記磁石装置では、消磁から
励磁に至る前記磁石の回転操作に際し、ある特定
の操作角で磁力による強い回転抵抗を受けるた
め、軽快で円滑な切換操作が困難であつた。 従つて、本発明の目的は、磁気吸着力の低下を
招くことなく消磁から励磁への切換操作を軽快か
つ円滑になし得る吸着用磁石装置を提供すること
にある。 本発明は、前記磁気ブロツクの内腔内に配置さ
れた磁石の回転操作に際して磁力により強い回転
抵抗を受けるアルニコ磁石は大きい可逆透磁率を
示し、前記回転抵抗が磁石の可逆透磁率に依存す
ることを見い出し、磁気作用を有する一対の磁性
部材および該磁性部材間に配置された非磁性部材
を備える磁気回路ブロツクの内腔内に回転可能に
配置される永久磁石として、前記内腔の内径にほ
ぼ等しい外径と円形またはほぼ円形の横断面形状
とを有する、可逆透磁率の小さい磁石を用いたこ
とを特徴とする。 従つて、本発明によれば、前記磁石の回転操作
に際して該磁石は従来のように特定の操作角で強
い回転抵抗を受けることはなく、また前記磁石と
して例えフエライト磁石のような残留磁束密度の
小さい磁石を用いても磁気吸着力の低下を招くこ
とはなく、これにより磁気吸着力の低下を招くこ
となく軽快かつ円滑な消磁から励磁への切換操作
が可能となる。 本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。 第1図には、本発明に係る吸着用磁石装置が全
体に符号10で示されている。この吸着磁石装置
10は、磁性部材12,14間に板状の非磁性部
材16を挟んで一体に接合して成る磁気回路ブロ
ツク18を含み、該磁気回路ブロツクには第2図
に示すような全体に円柱状の永久磁石20を回転
可能に受けいれるべく円形横断面を有する内腔2
2が形成されており、また、前記ブロツク18の
下面には磁気作用面24が形成されている。 前記内腔22内に回転可能に受け入れられる円
柱状の永久磁石すなわち回転磁石20は、前記内
腔22の半径よりもわずかり小さな半径の円で規
定される円形の横断面を有し、直径方向に対向し
て異磁極(N,S)が形成されており、また両側
にはそれぞれわずかな角度範囲(θ)例えば約48
度の角度範囲で平坦面26を規定する面取り加工
が施されている。前記回転磁石20は、従来にお
けると同様な操作ノブ(図示せず)の操作によ
り、前記内腔22内で該内腔の中心軸線に一致す
る前記磁石20の長手方向中心軸線を回転軸線と
して回転可能である。 前記回転磁石は、従来では可逆透磁率の大きい
アルニコ磁石からなるのに対して本発明に係る前
記回転磁石20は可逆透磁率の小さい磁石材料か
らなる。可逆透磁率の小さい磁石材料の例として
はフエライト、Baフエライト、Srフエライト等
のフエライト磁石あるいは希土類金属磁石があ
る。 第3図には、フエライト磁石の代表的な減磁特
性とアルニコ磁石のそれとの比較を表わすグラフ
が示されている。縦軸は磁束密度B(G)を示し、ま
た横軸は磁界の強さH(Oe)を示す。フエライト
磁石の特性は実線で示されており、アルニコ磁石
の特性は破線で示されている。動的磁気回路の設
計においては、一般に、動作点が特性曲線の変曲
点よりもわずかに高磁束密度側に設定されるが、
この動作点からのマイナループの傾斜すなわち可
逆透磁率μ(=△B/△H)については、フエライト磁 石の可逆透磁率μ1=(△B1/△H1)はアルニコ磁石の 可逆透磁率μ2=(△B2/△H2)に比較して小さい。 アルニコ磁石の残留磁束密度(Br)は10000〜
13000Gであり、また保磁力(He)は500〜700Oe
であり、種々のアルニコ磁石によつて前記残留磁
束密度(Br)および保磁力(He)は異なるが、
各減磁特性曲線は第3図のグラフに示した破線と
ほぼ似た形状の曲線を描き、アルニコ磁石の前記
可逆透磁率μ2は2.5〜4.0emuである。これに対し
て、フエライト磁石の残留磁束密度(Br)は、
2000〜4000Gであり、また保磁力(He)は1600
〜2700Oeであり、種々のフエライト磁石によつ
て前記残留磁束密度(Br)および保磁力(He)
は異なるが各減磁特性曲線は第3図のグラフに示
した実線とほぼ似た形状の曲線を描き、フエライ
ト磁石の前記可逆透磁率μ1は前記アルニコのそ
れに比較して小さい1.05〜1.15emuの値である。
また、希土類金属磁石も前記フエライト磁石にお
けると同様な特性を示し、その可逆透磁率は1.05
〜1.15emuの値である。 前記したように可逆透磁率の小さい磁石材料か
らなる回転磁石20を備える本発明に係る前記吸
着用磁石装置10では、従来よく知られているよ
うに、第1図に実線で示されるように両磁極
(N,S)が前記非磁性部材16に沿う回転位置
において前記磁石20の磁束は実線矢線で示され
るように磁性部材12,14中に閉ざされ、これ
により前記磁気作用面24は非励磁すなわち消磁
状態におかれる。また前記操作ノブの操作により
前記回転磁石20が第1図に破線で示されている
ように90度回転されると該回転磁石の磁束は破線
矢線で示されるように前記磁気作用面24を通
り、これにより該磁気作用面は磁性部材28を吸
着すべく励磁状態におかれる。 前記した消磁から励磁への前記回転磁石20の
回転操作中に該回転磁石がその磁力によつて受け
る回転抵抗と回転操作角との関係を示すグラフが
第4図に示されている。横軸は前記した消磁位置
から励磁位置に向けての回転操作角(度)を示
し、縦軸はトルク(Kgcm)を示す。図中破線は可
逆透磁率の大きい従来の非円形横断面を有するい
わゆる小判形のアルニコ磁石を回転磁石とする従
来のトルク特性を示し、また図中実線は本発明の
トルク特性を示す。このグラフから明らかなよう
に、可逆透磁率の大きいアルニコ磁石では約35度
近傍の操作角で急激に立ち上がる7.25Kgcmという
大きな抵抗を受け、この抵抗は操作角のわずかな
増大により急激に減少する。従つて、従来におい
ては消磁から励磁への切換のため前記磁石を90度
回転操作する際に特定の操作角で一時的に強い抵
抗を受け、操作者にはこれが衝撃となつて跳ね返
る。これに対して、前記内腔の内径とほぼ等しい
外径および円形の横断面形状を有する、可逆透磁
率の小さい磁石を回転磁石とする本発明によれ
ば、前記した切換のための回転操作中ほぼ一定の
しかも0.625Kgcmという小さい回転抵抗が作用す
るだけであり、一定のしかも小さい操作力でもつ
て軽快かつ円滑に切換操作をなすことができる。 従来技術として、実公昭53−7997号公報に示さ
れているように、前記したと同様な磁気回路ブロ
ツクの内腔に、一対の磁極部材を有するフエライ
ト磁石を回転可能に配置することが試みられてい
る。しかしながら、前記フエライト磁石の磁極面
に設けられた前記磁極部材は、前記フエライト磁
石と前記磁気回路ブロツクの磁気的結合を良好に
なすべく、磁化されやすい軟鉄のような鉄片から
成る。このような磁極部材はアルニコ磁石よりも
大きい可逆透磁率をもち、この磁極部材が前記フ
エライト磁石の磁極面を覆う。そのため、前記磁
極部材を有する前記フエライト磁石はその磁極面
を前記ブロツクの内腔の周囲に直接対面させるこ
とはなく、該周面と前記該磁極面との間には、前
記磁極部材が介在することから、前記磁極部材を
有する前記フエライト磁石は、実質的にアルニコ
磁石のような大きな可逆透磁率を示す。その結
果、磁極面に一対の磁極部材を備えるフエライト
磁石を回転磁石とした吸着用磁石装置は、第4図
と同様なグラフを示す第5図のグラフから明らか
なように、消磁から励磁への切換えのための90度
の回転操作中に、特定の回転操作角で一時的に強
い回転抵抗を受ける。 他方、前記内腔22の内径とほぼ等しい外径お
よび円形の横断面形状を有し、従つて、磁極面に
前記したような磁極部材を有しない、可逆透磁率
の小さな永久磁石20を用いた本発明に係る前記
磁石装置10によれば、一様かつ小さな操作力で
の励磁操作が可能となる。前記回転磁石20の両
側における前記した面取の度合によつて本発明に
係る前記回転磁石20のトルク特性にわずかな増
減が生じるが、従来のアルニコ磁石におけるよう
な急激なトルク変化を招くことはなく、軽快かつ
円滑な操作感が損なわれることはない。 また、前記したところから明らかなように、可
逆透磁率の小さい磁石は、アルニコ磁石に比較し
て小さい残留磁束密度を示すが、その反面に大き
い保磁力を示し、動的磁気回路の設計上アルニコ
磁石よりも極めて小さなパーミアンスを設定すれ
ばよい。これに対して、アルニコ磁石では、磁気
回路ブロツク内での回転操作の反復によつて磁気
作用面に復元性のある高い磁気吸着力を発揮させ
るには磁気回路の設計上大きなパーミアンスを必
要とし、磁石と磁気回路ブロツクとの間に大きな
空隙を必要とする。このために従来のアルニコ磁
石では磁気回路ブロツクの内腔にほぼ一致する円
柱状の磁石を用いることはできず、この円柱状磁
石の両側を大きい角度範囲で面取りした、小判形
の横断面形状とする必要があつた。 しかし、大きい保磁力を示す本発明に係る前記
磁石20は、小さなパーミアンスを設定すればよ
いことから、本発明によれば前記したようにほぼ
前記磁気回路ブロツク18の内腔22に沿つたほ
ぼ円形の横断面形状を有する円柱状の磁石20を
用いることができ、さらには前記した面取り加工
を施すことなく前記内腔22に沿つた円形の横断
面形状を有する円柱の磁石を用いることもでき
る。従つて、前記内腔22内における磁石20の
容量を従来に比較して増大させることができ、こ
の容量の増大によつて残留磁束密度の低下分を補
なうことができ、これにより磁気作用面24に従
来とほぼ同様な吸着力を発揮させることができ
る。 本発明の特徴を一層明確にするため、第6図に
示されているような、第1図に示したと同様な磁
気回路ブロツク18の内腔22内に該内腔の直径
にほぼ等しい外径を有しかつ完全な円形横断面形
状を有するフエライト磁石20A′(住友特殊金属
株式会社製SSR−420)を組込んだ本発明に係る
磁石装置10A′と、前記磁気回路ブロツク18
の内腔22内の前記フエライト磁石20′をこれ
と同形、同大のアルニコ磁石20B′(東北金属株
式会社製TMK−1B)で置換した磁石装置10
B′とについて、それぞれのより正確なトルク特
性および磁気吸着力の測定実験がなされた。 これらの測定に際し、前記磁気回路ブロツクと
して、内腔22の直径が35mmであり、また非磁性
部材16の板厚が4mmでなる従来と同様な磁気回
路ブロツク18が使用された。また、前記磁石装
置をその一般的な使用状態下におくため前記磁気
作用面24に9mmの板厚を有する鉄板28を当接
させた状態で各測定実験がなされた。 第7図は、各磁石装置10A′,10B′のトル
ク特性の測定方法を概略的に示す。第7図に示さ
れているように、測定すべき磁石装置10A′,
10B′の各永久磁石20A′,20B′の一端には、
該磁石の中心軸線に一致するトーシヨンバー30
が接続された。また、前記永久磁石20A′,2
0B′の他端には、該磁石の回転角を計測するた
めのポテンシヨンメータ32が前記磁石の中心軸
線に一致する連結軸34を介して接続された。ト
ーシヨンバー30を介して前記磁石をその中心軸
線の回りに回転すると、その際、トーシヨンバー
30には前記磁石の回転抵抗に比例したねじり歪
が生じるが、このねじり歪が前記トーシヨンバー
に固着された歪計36により計測された。両計測
器32,36の出力はX−Yレコーダ38に記録
され、これにより、各磁石装置における前記磁石
の回転操作角と、該磁石の回転抵抗に比例するね
じり歪値との測定実験結果が得られた。 第8図は、前記ねじり歪値をトルクに換算して
前記実験結果を整理することにより得られた、前
記両磁石装置10A′,10B′の各トルク特性を
示すグラフであり、その縦軸はトルク(Kgcm)を
示し、横軸は消磁位置にある前記磁石の回転位置
を原点として該磁石を励磁位置に向けてそれぞれ
時計方向および反時計方向へ回転したときの回転
操作角(度)を示す。前記グラフにおいて、本発
明に係る前記磁石装置10A′のトルク特性が符
号Aで示された実線で表され、円形横断面形状を
有するアルニコ磁石が組込まれた前記磁石装置1
0B′のトルク特性が符号Bで示された破線で表
されている。 このグラフを参照するのに、円形横断面形状を
有するアルニコ磁石20B′が組込まれた前記磁
石装置10B′では、前記グラフの第一および第
二象限のそれぞれで明確なピーク値を有する全体
に山形の特性線Bで示されているように、前記ア
ルニコ磁石を励磁回転位置へ向けて時計方向およ
び反時計方向のいずれの方向へ回転しようとも、
励磁回転位置に至る間常に5Kgcmを越える大きな
トルクが必要となり、しかもほぼ12.6度の回転角
でそれぞれ7.4Kgcmおよび8Kgcmという大きな抵
抗を受けることから、この特定の回転操作角で強
い回転抵抗を受ける。そのため、アルニコ磁石2
0B′が組込まれた前記磁石装置10B′によれば、
円滑かつ軽快に励磁状態への切換操作を成すこと
はできない。 これに対して、本発明に係る前記磁石装置10
A′では、特性線Bよりも極めて低レベルであり
かつ前記グラフの第一および第二象限のそれぞれ
で明確なピーク値を有しないほぼ平坦な特性線A
で示されているように、フエライト磁石20
A′を励磁回転位置へ向けて時計方向および反時
計方向へ回転しようとも約2Kgcmという小さなし
かもほぼ一定のトルクが必要とされるに過ない。
従つて、本発明に係る前記磁石装置10A′によ
れば、前記した回転操作角範囲で強い回転抵抗を
受けることはなく、しかも特定の操作角で強い回
転抵抗を受けることがないことから、励磁状態へ
の軽快かつ円滑な切換操作が可能となる。 前記した両磁石装置10A′,10B′のトルク
測定実験は、前記非磁性部材16および前記鉄板
28の板厚を変えて試みられたが、これについて
も第8図のグラフと同様な傾向の特性が確認され
た。 第9図は各磁石装置10A′,10B′の磁気吸
着力の測定方法を概略的に示す。第9図に示され
ているように、各磁石装置10A′,10B′の上
部中央部分に柱40を固定し、前記磁石装置を励
磁状態にして鉄板28上に吸着保持させる。 この状態で前記磁石装置にその左右いずれか一
方の外側縁PrまたはPlを支点とする回転モーメ
ントを与えるべく、ばね秤42を介して前記磁石
装置に水平力RまたはLを作用させる。この作用
力の増大によつて前記磁石装置の他方の外側縁Pl
またはPrが鉄板28から離反するが、その瞬間
における前記回転モーメントは、前記磁石装置の
磁気吸着力Fによる前記一方の外側縁Prまたは
Plを支点とするモーメントに等しい。 また、前記吸着力Fは前記磁石装置の中央部に
作用すると考えることができることから、前記磁
石装置の前記一方の外側縁PrまたはPlが離反す
る瞬間におけるばね秤42の指針値K(Kg)を読
み取り、その値を前記両モーメントの等式から導
びき出される次式に代入することにより、各磁石
装置10A′,10B′の磁気吸着力F(Kg)が求め
られる。 F=K×H/W/2 ここで、Hは鉄板28から力の作用点までの距
離であり、Wは磁石装置の幅寸法であり、それぞ
れ460mmおよび54mmであつた。測定は、左右逆方
向の水平力R,Lについてそれぞれ二回行なわれ
た。次表にその結果が示されている。
石装置に関し、特に、磁気回路ブロツク内に回転
可能に収容された永久磁石の回転操作によつて吸
着および離脱のための切換操作がなされる吸着用
磁石装置に関する。 従来のこの種の吸着用磁石装置では、磁気作用
面を有する一対の磁性部材および該磁性部材間に
配置された非磁性部材を備える磁気回路ブロツク
の内腔内に回転可能に収容された永久磁石を回転
操作することにより、磁気回路ブロツクの磁気作
用面を励磁あるいは消磁の状態におくことができ
る。 ところで、前記磁石装置のための永久磁石とし
ては、従来、残留磁束密度の大きいアルニコ磁石
が使用されていた。しかし、このアルニコ磁石が
組み込まれた従来の前記磁石装置では、消磁から
励磁に至る前記磁石の回転操作に際し、ある特定
の操作角で磁力による強い回転抵抗を受けるた
め、軽快で円滑な切換操作が困難であつた。 従つて、本発明の目的は、磁気吸着力の低下を
招くことなく消磁から励磁への切換操作を軽快か
つ円滑になし得る吸着用磁石装置を提供すること
にある。 本発明は、前記磁気ブロツクの内腔内に配置さ
れた磁石の回転操作に際して磁力により強い回転
抵抗を受けるアルニコ磁石は大きい可逆透磁率を
示し、前記回転抵抗が磁石の可逆透磁率に依存す
ることを見い出し、磁気作用を有する一対の磁性
部材および該磁性部材間に配置された非磁性部材
を備える磁気回路ブロツクの内腔内に回転可能に
配置される永久磁石として、前記内腔の内径にほ
ぼ等しい外径と円形またはほぼ円形の横断面形状
とを有する、可逆透磁率の小さい磁石を用いたこ
とを特徴とする。 従つて、本発明によれば、前記磁石の回転操作
に際して該磁石は従来のように特定の操作角で強
い回転抵抗を受けることはなく、また前記磁石と
して例えフエライト磁石のような残留磁束密度の
小さい磁石を用いても磁気吸着力の低下を招くこ
とはなく、これにより磁気吸着力の低下を招くこ
となく軽快かつ円滑な消磁から励磁への切換操作
が可能となる。 本発明が特徴とするところは、図示の実施例に
ついての以下の説明により、さらに明らかとなろ
う。 第1図には、本発明に係る吸着用磁石装置が全
体に符号10で示されている。この吸着磁石装置
10は、磁性部材12,14間に板状の非磁性部
材16を挟んで一体に接合して成る磁気回路ブロ
ツク18を含み、該磁気回路ブロツクには第2図
に示すような全体に円柱状の永久磁石20を回転
可能に受けいれるべく円形横断面を有する内腔2
2が形成されており、また、前記ブロツク18の
下面には磁気作用面24が形成されている。 前記内腔22内に回転可能に受け入れられる円
柱状の永久磁石すなわち回転磁石20は、前記内
腔22の半径よりもわずかり小さな半径の円で規
定される円形の横断面を有し、直径方向に対向し
て異磁極(N,S)が形成されており、また両側
にはそれぞれわずかな角度範囲(θ)例えば約48
度の角度範囲で平坦面26を規定する面取り加工
が施されている。前記回転磁石20は、従来にお
けると同様な操作ノブ(図示せず)の操作によ
り、前記内腔22内で該内腔の中心軸線に一致す
る前記磁石20の長手方向中心軸線を回転軸線と
して回転可能である。 前記回転磁石は、従来では可逆透磁率の大きい
アルニコ磁石からなるのに対して本発明に係る前
記回転磁石20は可逆透磁率の小さい磁石材料か
らなる。可逆透磁率の小さい磁石材料の例として
はフエライト、Baフエライト、Srフエライト等
のフエライト磁石あるいは希土類金属磁石があ
る。 第3図には、フエライト磁石の代表的な減磁特
性とアルニコ磁石のそれとの比較を表わすグラフ
が示されている。縦軸は磁束密度B(G)を示し、ま
た横軸は磁界の強さH(Oe)を示す。フエライト
磁石の特性は実線で示されており、アルニコ磁石
の特性は破線で示されている。動的磁気回路の設
計においては、一般に、動作点が特性曲線の変曲
点よりもわずかに高磁束密度側に設定されるが、
この動作点からのマイナループの傾斜すなわち可
逆透磁率μ(=△B/△H)については、フエライト磁 石の可逆透磁率μ1=(△B1/△H1)はアルニコ磁石の 可逆透磁率μ2=(△B2/△H2)に比較して小さい。 アルニコ磁石の残留磁束密度(Br)は10000〜
13000Gであり、また保磁力(He)は500〜700Oe
であり、種々のアルニコ磁石によつて前記残留磁
束密度(Br)および保磁力(He)は異なるが、
各減磁特性曲線は第3図のグラフに示した破線と
ほぼ似た形状の曲線を描き、アルニコ磁石の前記
可逆透磁率μ2は2.5〜4.0emuである。これに対し
て、フエライト磁石の残留磁束密度(Br)は、
2000〜4000Gであり、また保磁力(He)は1600
〜2700Oeであり、種々のフエライト磁石によつ
て前記残留磁束密度(Br)および保磁力(He)
は異なるが各減磁特性曲線は第3図のグラフに示
した実線とほぼ似た形状の曲線を描き、フエライ
ト磁石の前記可逆透磁率μ1は前記アルニコのそ
れに比較して小さい1.05〜1.15emuの値である。
また、希土類金属磁石も前記フエライト磁石にお
けると同様な特性を示し、その可逆透磁率は1.05
〜1.15emuの値である。 前記したように可逆透磁率の小さい磁石材料か
らなる回転磁石20を備える本発明に係る前記吸
着用磁石装置10では、従来よく知られているよ
うに、第1図に実線で示されるように両磁極
(N,S)が前記非磁性部材16に沿う回転位置
において前記磁石20の磁束は実線矢線で示され
るように磁性部材12,14中に閉ざされ、これ
により前記磁気作用面24は非励磁すなわち消磁
状態におかれる。また前記操作ノブの操作により
前記回転磁石20が第1図に破線で示されている
ように90度回転されると該回転磁石の磁束は破線
矢線で示されるように前記磁気作用面24を通
り、これにより該磁気作用面は磁性部材28を吸
着すべく励磁状態におかれる。 前記した消磁から励磁への前記回転磁石20の
回転操作中に該回転磁石がその磁力によつて受け
る回転抵抗と回転操作角との関係を示すグラフが
第4図に示されている。横軸は前記した消磁位置
から励磁位置に向けての回転操作角(度)を示
し、縦軸はトルク(Kgcm)を示す。図中破線は可
逆透磁率の大きい従来の非円形横断面を有するい
わゆる小判形のアルニコ磁石を回転磁石とする従
来のトルク特性を示し、また図中実線は本発明の
トルク特性を示す。このグラフから明らかなよう
に、可逆透磁率の大きいアルニコ磁石では約35度
近傍の操作角で急激に立ち上がる7.25Kgcmという
大きな抵抗を受け、この抵抗は操作角のわずかな
増大により急激に減少する。従つて、従来におい
ては消磁から励磁への切換のため前記磁石を90度
回転操作する際に特定の操作角で一時的に強い抵
抗を受け、操作者にはこれが衝撃となつて跳ね返
る。これに対して、前記内腔の内径とほぼ等しい
外径および円形の横断面形状を有する、可逆透磁
率の小さい磁石を回転磁石とする本発明によれ
ば、前記した切換のための回転操作中ほぼ一定の
しかも0.625Kgcmという小さい回転抵抗が作用す
るだけであり、一定のしかも小さい操作力でもつ
て軽快かつ円滑に切換操作をなすことができる。 従来技術として、実公昭53−7997号公報に示さ
れているように、前記したと同様な磁気回路ブロ
ツクの内腔に、一対の磁極部材を有するフエライ
ト磁石を回転可能に配置することが試みられてい
る。しかしながら、前記フエライト磁石の磁極面
に設けられた前記磁極部材は、前記フエライト磁
石と前記磁気回路ブロツクの磁気的結合を良好に
なすべく、磁化されやすい軟鉄のような鉄片から
成る。このような磁極部材はアルニコ磁石よりも
大きい可逆透磁率をもち、この磁極部材が前記フ
エライト磁石の磁極面を覆う。そのため、前記磁
極部材を有する前記フエライト磁石はその磁極面
を前記ブロツクの内腔の周囲に直接対面させるこ
とはなく、該周面と前記該磁極面との間には、前
記磁極部材が介在することから、前記磁極部材を
有する前記フエライト磁石は、実質的にアルニコ
磁石のような大きな可逆透磁率を示す。その結
果、磁極面に一対の磁極部材を備えるフエライト
磁石を回転磁石とした吸着用磁石装置は、第4図
と同様なグラフを示す第5図のグラフから明らか
なように、消磁から励磁への切換えのための90度
の回転操作中に、特定の回転操作角で一時的に強
い回転抵抗を受ける。 他方、前記内腔22の内径とほぼ等しい外径お
よび円形の横断面形状を有し、従つて、磁極面に
前記したような磁極部材を有しない、可逆透磁率
の小さな永久磁石20を用いた本発明に係る前記
磁石装置10によれば、一様かつ小さな操作力で
の励磁操作が可能となる。前記回転磁石20の両
側における前記した面取の度合によつて本発明に
係る前記回転磁石20のトルク特性にわずかな増
減が生じるが、従来のアルニコ磁石におけるよう
な急激なトルク変化を招くことはなく、軽快かつ
円滑な操作感が損なわれることはない。 また、前記したところから明らかなように、可
逆透磁率の小さい磁石は、アルニコ磁石に比較し
て小さい残留磁束密度を示すが、その反面に大き
い保磁力を示し、動的磁気回路の設計上アルニコ
磁石よりも極めて小さなパーミアンスを設定すれ
ばよい。これに対して、アルニコ磁石では、磁気
回路ブロツク内での回転操作の反復によつて磁気
作用面に復元性のある高い磁気吸着力を発揮させ
るには磁気回路の設計上大きなパーミアンスを必
要とし、磁石と磁気回路ブロツクとの間に大きな
空隙を必要とする。このために従来のアルニコ磁
石では磁気回路ブロツクの内腔にほぼ一致する円
柱状の磁石を用いることはできず、この円柱状磁
石の両側を大きい角度範囲で面取りした、小判形
の横断面形状とする必要があつた。 しかし、大きい保磁力を示す本発明に係る前記
磁石20は、小さなパーミアンスを設定すればよ
いことから、本発明によれば前記したようにほぼ
前記磁気回路ブロツク18の内腔22に沿つたほ
ぼ円形の横断面形状を有する円柱状の磁石20を
用いることができ、さらには前記した面取り加工
を施すことなく前記内腔22に沿つた円形の横断
面形状を有する円柱の磁石を用いることもでき
る。従つて、前記内腔22内における磁石20の
容量を従来に比較して増大させることができ、こ
の容量の増大によつて残留磁束密度の低下分を補
なうことができ、これにより磁気作用面24に従
来とほぼ同様な吸着力を発揮させることができ
る。 本発明の特徴を一層明確にするため、第6図に
示されているような、第1図に示したと同様な磁
気回路ブロツク18の内腔22内に該内腔の直径
にほぼ等しい外径を有しかつ完全な円形横断面形
状を有するフエライト磁石20A′(住友特殊金属
株式会社製SSR−420)を組込んだ本発明に係る
磁石装置10A′と、前記磁気回路ブロツク18
の内腔22内の前記フエライト磁石20′をこれ
と同形、同大のアルニコ磁石20B′(東北金属株
式会社製TMK−1B)で置換した磁石装置10
B′とについて、それぞれのより正確なトルク特
性および磁気吸着力の測定実験がなされた。 これらの測定に際し、前記磁気回路ブロツクと
して、内腔22の直径が35mmであり、また非磁性
部材16の板厚が4mmでなる従来と同様な磁気回
路ブロツク18が使用された。また、前記磁石装
置をその一般的な使用状態下におくため前記磁気
作用面24に9mmの板厚を有する鉄板28を当接
させた状態で各測定実験がなされた。 第7図は、各磁石装置10A′,10B′のトル
ク特性の測定方法を概略的に示す。第7図に示さ
れているように、測定すべき磁石装置10A′,
10B′の各永久磁石20A′,20B′の一端には、
該磁石の中心軸線に一致するトーシヨンバー30
が接続された。また、前記永久磁石20A′,2
0B′の他端には、該磁石の回転角を計測するた
めのポテンシヨンメータ32が前記磁石の中心軸
線に一致する連結軸34を介して接続された。ト
ーシヨンバー30を介して前記磁石をその中心軸
線の回りに回転すると、その際、トーシヨンバー
30には前記磁石の回転抵抗に比例したねじり歪
が生じるが、このねじり歪が前記トーシヨンバー
に固着された歪計36により計測された。両計測
器32,36の出力はX−Yレコーダ38に記録
され、これにより、各磁石装置における前記磁石
の回転操作角と、該磁石の回転抵抗に比例するね
じり歪値との測定実験結果が得られた。 第8図は、前記ねじり歪値をトルクに換算して
前記実験結果を整理することにより得られた、前
記両磁石装置10A′,10B′の各トルク特性を
示すグラフであり、その縦軸はトルク(Kgcm)を
示し、横軸は消磁位置にある前記磁石の回転位置
を原点として該磁石を励磁位置に向けてそれぞれ
時計方向および反時計方向へ回転したときの回転
操作角(度)を示す。前記グラフにおいて、本発
明に係る前記磁石装置10A′のトルク特性が符
号Aで示された実線で表され、円形横断面形状を
有するアルニコ磁石が組込まれた前記磁石装置1
0B′のトルク特性が符号Bで示された破線で表
されている。 このグラフを参照するのに、円形横断面形状を
有するアルニコ磁石20B′が組込まれた前記磁
石装置10B′では、前記グラフの第一および第
二象限のそれぞれで明確なピーク値を有する全体
に山形の特性線Bで示されているように、前記ア
ルニコ磁石を励磁回転位置へ向けて時計方向およ
び反時計方向のいずれの方向へ回転しようとも、
励磁回転位置に至る間常に5Kgcmを越える大きな
トルクが必要となり、しかもほぼ12.6度の回転角
でそれぞれ7.4Kgcmおよび8Kgcmという大きな抵
抗を受けることから、この特定の回転操作角で強
い回転抵抗を受ける。そのため、アルニコ磁石2
0B′が組込まれた前記磁石装置10B′によれば、
円滑かつ軽快に励磁状態への切換操作を成すこと
はできない。 これに対して、本発明に係る前記磁石装置10
A′では、特性線Bよりも極めて低レベルであり
かつ前記グラフの第一および第二象限のそれぞれ
で明確なピーク値を有しないほぼ平坦な特性線A
で示されているように、フエライト磁石20
A′を励磁回転位置へ向けて時計方向および反時
計方向へ回転しようとも約2Kgcmという小さなし
かもほぼ一定のトルクが必要とされるに過ない。
従つて、本発明に係る前記磁石装置10A′によ
れば、前記した回転操作角範囲で強い回転抵抗を
受けることはなく、しかも特定の操作角で強い回
転抵抗を受けることがないことから、励磁状態へ
の軽快かつ円滑な切換操作が可能となる。 前記した両磁石装置10A′,10B′のトルク
測定実験は、前記非磁性部材16および前記鉄板
28の板厚を変えて試みられたが、これについて
も第8図のグラフと同様な傾向の特性が確認され
た。 第9図は各磁石装置10A′,10B′の磁気吸
着力の測定方法を概略的に示す。第9図に示され
ているように、各磁石装置10A′,10B′の上
部中央部分に柱40を固定し、前記磁石装置を励
磁状態にして鉄板28上に吸着保持させる。 この状態で前記磁石装置にその左右いずれか一
方の外側縁PrまたはPlを支点とする回転モーメ
ントを与えるべく、ばね秤42を介して前記磁石
装置に水平力RまたはLを作用させる。この作用
力の増大によつて前記磁石装置の他方の外側縁Pl
またはPrが鉄板28から離反するが、その瞬間
における前記回転モーメントは、前記磁石装置の
磁気吸着力Fによる前記一方の外側縁Prまたは
Plを支点とするモーメントに等しい。 また、前記吸着力Fは前記磁石装置の中央部に
作用すると考えることができることから、前記磁
石装置の前記一方の外側縁PrまたはPlが離反す
る瞬間におけるばね秤42の指針値K(Kg)を読
み取り、その値を前記両モーメントの等式から導
びき出される次式に代入することにより、各磁石
装置10A′,10B′の磁気吸着力F(Kg)が求め
られる。 F=K×H/W/2 ここで、Hは鉄板28から力の作用点までの距
離であり、Wは磁石装置の幅寸法であり、それぞ
れ460mmおよび54mmであつた。測定は、左右逆方
向の水平力R,Lについてそれぞれ二回行なわれ
た。次表にその結果が示されている。
【表】
前記した表から明らかなように、本発明に係る
磁石10A′によれば約65Kgという強い吸着力が
得られるのに対し、アルニコ磁石が組込まれた前
記磁石装置10B′では約46Kgという弱い吸着力
しか得られない。 アルニコ磁石は、フエライト磁石に比較して、
その磁束密度が高いことから、同形、同大のフエ
ライト磁石20A′およびアルニコ磁石20B′を
それぞれ組込んだ両磁石装置10A′,10B′の
磁気吸着力は、一般的に、前者よりも後者の方が
大きいと考えられるが、その期待に反した前記し
た結果については、両磁石の可逆透磁率の差に起
因する前記磁気回路ブロツクのパーミアンスに関
係するのではないかと考えられる。 前記したところでは、相対する平坦面26を有
する、ほぼ円形横断面形状を備える永久磁石20
および平坦面26を有しない、円形横断面形状を
備える永久磁石20A′について説明したが、磁
極部材を含む大部分が曲線で規定されるほぼ円形
横断面形状を備える永久磁石を用いることができ
る。 本発明によれば、前記したように、前記磁石と
して例えフエライト磁石のような残留磁束密度の
小さい磁石を用いても磁気吸着力の低下を招くこ
とはなく、しかも消磁から励磁への切換操作に際
して従来のように強い衝撃を受けることはなく、
これにより磁気吸着力の低下を招くことなく軽快
かつ円滑な切換操作が可能となる。
磁石10A′によれば約65Kgという強い吸着力が
得られるのに対し、アルニコ磁石が組込まれた前
記磁石装置10B′では約46Kgという弱い吸着力
しか得られない。 アルニコ磁石は、フエライト磁石に比較して、
その磁束密度が高いことから、同形、同大のフエ
ライト磁石20A′およびアルニコ磁石20B′を
それぞれ組込んだ両磁石装置10A′,10B′の
磁気吸着力は、一般的に、前者よりも後者の方が
大きいと考えられるが、その期待に反した前記し
た結果については、両磁石の可逆透磁率の差に起
因する前記磁気回路ブロツクのパーミアンスに関
係するのではないかと考えられる。 前記したところでは、相対する平坦面26を有
する、ほぼ円形横断面形状を備える永久磁石20
および平坦面26を有しない、円形横断面形状を
備える永久磁石20A′について説明したが、磁
極部材を含む大部分が曲線で規定されるほぼ円形
横断面形状を備える永久磁石を用いることができ
る。 本発明によれば、前記したように、前記磁石と
して例えフエライト磁石のような残留磁束密度の
小さい磁石を用いても磁気吸着力の低下を招くこ
とはなく、しかも消磁から励磁への切換操作に際
して従来のように強い衝撃を受けることはなく、
これにより磁気吸着力の低下を招くことなく軽快
かつ円滑な切換操作が可能となる。
第1図は本発明に係る吸着用磁石装置を示す横
断面図であり、第2図は第1図に示した回転磁石
を示す斜視図であり、第3図は本発明に係るフエ
ライト磁石の減磁特性を示すグラフであり、第4
図第1図に示した装置の切換操作時のトルク特性
を示すグラフであり、第5図は従来の磁石装置の
トルク特性を示すグラフであり、第6図は本発明
の他の実施例を示す第1図と同様な図面であり、
第7図はトルク特性の測定方法を示す概略図であ
り、第8図は第6図に示した磁石装置のトルク特
性を示すグラフであり、第9図は吸着力の測定方
法を示す概略図である。 18:磁気回路ブロツク、20,20A′:永
久磁石、22:内腔、24:磁気作用面。
断面図であり、第2図は第1図に示した回転磁石
を示す斜視図であり、第3図は本発明に係るフエ
ライト磁石の減磁特性を示すグラフであり、第4
図第1図に示した装置の切換操作時のトルク特性
を示すグラフであり、第5図は従来の磁石装置の
トルク特性を示すグラフであり、第6図は本発明
の他の実施例を示す第1図と同様な図面であり、
第7図はトルク特性の測定方法を示す概略図であ
り、第8図は第6図に示した磁石装置のトルク特
性を示すグラフであり、第9図は吸着力の測定方
法を示す概略図である。 18:磁気回路ブロツク、20,20A′:永
久磁石、22:内腔、24:磁気作用面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 磁気作用面を有する一対の磁性部材および該
磁性部材間に配置された非磁性部材を備え、円形
の横断面形状を有する内腔が形成された磁気回路
ブロツクと、該磁気回路ブロツクの前記内腔内に
該内腔の中心軸線に一致する軸線を回転軸線とし
て回転可能に配置され、前記磁気作用面を励磁お
よび消磁状態におくべく回転操作される永久磁石
とを含む吸着用磁石装置であつて、前記永久磁石
は可逆透磁率の小さい磁石材料からなり、前記永
久磁石は前記内腔の内径にほぼ等しい外径と円形
またはほぼ円形の横断面形状とを有することを特
徴とする吸着用磁石装置。 2 前記永久磁石はフエライト磁石である特許請
求の範囲第1項に記載の吸着用磁石装置。 3 前記永久磁石は希土類金属磁石である特許請
求の範囲第1項に記載の吸着用磁石装置。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15099378A JPS5578505A (en) | 1978-12-08 | 1978-12-08 | Attraction type magnetic device |
US06/064,991 US4251791A (en) | 1978-12-08 | 1979-08-09 | Magnetic base |
GB7929620A GB2037083B (en) | 1978-12-08 | 1979-08-24 | Magnetic holder |
IN879/CAL/79A IN151453B (ja) | 1978-12-08 | 1979-08-24 | |
NLAANVRAGE7906826,A NL180639C (nl) | 1978-12-08 | 1979-09-13 | Magnetische vastzetinrichting. |
IT68809/79A IT1121025B (it) | 1978-12-08 | 1979-09-14 | Base magnetica per il sostegno di uno strumento di misura come un estensimetro |
DE2938854A DE2938854C2 (de) | 1978-12-08 | 1979-09-26 | Ausschaltbare dauermagnetische Haltevorrichtung |
FR7928714A FR2443736B1 (fr) | 1978-12-08 | 1979-11-21 | Embase magnetique, notamment pour instruments de mesure |
ES486408A ES486408A1 (es) | 1978-12-08 | 1979-11-28 | Perfeccionamientos en bases magneticas para sostener instru-mentos de medicion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15099378A JPS5578505A (en) | 1978-12-08 | 1978-12-08 | Attraction type magnetic device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5578505A JPS5578505A (en) | 1980-06-13 |
JPS645445B2 true JPS645445B2 (ja) | 1989-01-30 |
Family
ID=15508930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15099378A Granted JPS5578505A (en) | 1978-12-08 | 1978-12-08 | Attraction type magnetic device |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4251791A (ja) |
JP (1) | JPS5578505A (ja) |
DE (1) | DE2938854C2 (ja) |
ES (1) | ES486408A1 (ja) |
FR (1) | FR2443736B1 (ja) |
GB (1) | GB2037083B (ja) |
IN (1) | IN151453B (ja) |
IT (1) | IT1121025B (ja) |
NL (1) | NL180639C (ja) |
Families Citing this family (74)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4393363A (en) * | 1981-05-18 | 1983-07-12 | Fuju Jiko Kabushiki Kaisha | Magnet base for tool |
JPS5914474A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-25 | 有限会社産信機工 | バイス |
US4486962A (en) * | 1982-07-29 | 1984-12-11 | Beloit Corporation | Magnetic spoiler bar apparatus |
US4549155A (en) * | 1982-09-20 | 1985-10-22 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Permanent magnet multipole with adjustable strength |
US4419644A (en) * | 1983-01-14 | 1983-12-06 | Max Baermann Gmbh | Switchable permanent magnetic holding device |
US4470032A (en) * | 1983-02-25 | 1984-09-04 | Walter Hernandez | Magnetic chuck |
JPS60186341A (ja) * | 1985-02-05 | 1985-09-21 | Kanetsuu Kogyo Kk | 切換可能の永久磁石チヤツク |
IT206628Z2 (it) * | 1985-08-06 | 1987-09-08 | Cardone Tecnomagnetica | Apparecchiatura magnetica di ancoraggio, a poli ravvicinati. |
US4664796A (en) * | 1985-09-16 | 1987-05-12 | Coulter Electronics, Inc. | Flux diverting flow chamber for high gradient magnetic separation of particles from a liquid medium |
IT1212127B (it) * | 1986-07-28 | 1989-11-08 | Cardone Tecnomagnetica | Apparecchiatura magnetopermanente di ancoraggio. |
FR2675299B1 (fr) * | 1991-04-10 | 1994-09-16 | Braillon Cie | Porteur magnetique a aimants permanents. |
DE9207951U1 (de) * | 1992-06-12 | 1992-12-03 | Dental-Labor Hartmut Stemmann, 2000 Hamburg | Vorrichtung zum Positionieren eines Magneten in einer Zahnprothese |
US5269915A (en) * | 1993-04-08 | 1993-12-14 | Colonel Clair | Magnetic source and condenser for producing flux perpendicular to gas and liquid flow in ferrous and nonferrous pipes |
AUPQ446699A0 (en) | 1999-12-06 | 2000-01-06 | Kocijan, Franz | Switchable (variable) permanent magnet device |
ITBO20010305A1 (it) * | 2001-05-17 | 2002-11-17 | Famatec S R L | Dispositivo di presa a funzionamento magnetico di tipo servocomandato |
ITMI20011394A1 (it) * | 2001-06-29 | 2002-12-29 | Claudio Vicentelli | Modulo ad ancoraggio mafnetico con sistema di attivazione/disattivazione e regolazione della forza magnetica di ancoraggio e relativi assiem |
US20040140875A1 (en) * | 2003-01-22 | 2004-07-22 | Strom Carl H. | Unipolar magnetic system |
US7567159B2 (en) * | 2005-02-03 | 2009-07-28 | Macken John A | Energy absorbing magnetic coupling device |
US7300043B1 (en) | 2005-10-11 | 2007-11-27 | Steven James Lindsay | Rotating positioning vise |
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