JPH08316025A

JPH08316025A - 磁石式吸着装置

Info

Publication number: JPH08316025A
Application number: JP14552295A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Tanaka; 克司田中; Kimiharu Ota; 公春太田
Original assignee: SUMITOKU ENG KK; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: SUMITOKU ENG KK; Proterial Ltd
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】磁石式吸着装置の用途拡大を図り、特に該装
置の大型化を招くことなく吸着用磁極面に対して平行方
向の吸着力を大幅に増加させた構成の提供。【構成】一対の板状ヨーク１，２間の端部側に高摩擦
係数部材である角柱状の合成ゴム４０を配置し、その先
端部が被吸着物の非吸着時には一対のヨーク１，２の先
端部である吸着用磁極面よりｔだけ突出し、吸着時、合
成ゴム４０の先端部が一対のヨーク１，２の面取り部４
１，４２内に若干変形して配置し吸着用磁極面と略同一
面となり、垂直方向の吸着力による摩擦力と、高摩擦係
数を有する合成ゴム４０の被吸着物８との当接面に対し
て垂直方向に作用する弾性力による摩擦力との相乗効果
によって平行方向の吸着力が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁石式吸着装置の改
良に係り、特に該装置の吸着用磁極面に対して平行方向
の吸着力を大幅に増加させた構成からなる磁石式吸着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁石式吸着装置は、鋼板や機械加工ワー
ク等の磁性体からなる被吸着物の吊り上げ、運搬の他、
磁性体壁面に吸着配置して使用するハンガ（例えば、溶
接用ケーブルハンガ）、磁性体定盤上での固定治具等の
用途に広く使用されている。従来から知られる磁石式吸
着装置の代表的な構成を、図８から図１３によって説明
する。

【０００３】図８は従来から知られる磁石式吸着装置の
縦断面説明図であり、図９は図８のＡ−Ａ断面説明図で
ある。一対の板状ヨーク１，２間の一方端部側（図にお
いては上端部側）に磁界発生源である永久磁石３を挟持
した構成からなり、該一対のヨーク１，２の先端部であ
り磁性体からなる被吸着物８との当接面が吸着用磁極面
を形成している。

【０００４】図８の図中４はヨーク１，２の固定用非磁
性板であり、上面に吊り上げ用アイボルト５を配置して
いる。また、図中６は着脱用カムであり、被吸着物８と
の離脱時に操作レバー７よって回転し、被吸着物８とヨ
ーク１，２の吸着用磁極面との間に空隙を形成する。図
中破線イは、該磁石式吸着装置と被吸着物８の吸着時に
おける磁路を示すものである。

【０００５】図１０も従来から知られる磁石式吸着装置
の縦断面説明図であり、図１１は図１０のＢ−Ｂ断面説
明図である。この構成においては、一方端面（図におい
ては上方端面）に磁界発生源である永久磁石１３を配置
する円盤状ヨーク１１と、カップ状ヨーク１２とを同心
状に配置した構成からなり、該一対のヨーク１１，１２
の先端部であり磁性体からなる被吸着物１７との当接面
が吸着用磁極面を形成している。図中１４は吊り上げ用
アイボルト、１５は着脱用カム、１６は操作レバーであ
る。また、図中破線ロは、該磁石式吸着装置と被吸着物
１７の吸着時における磁路を示すものである。

【０００６】図１２も従来から知られる磁石式吸着装置
の縦断面説明図である。この磁石式吸着装置は、図８の
永久磁石３に代えて電磁石を使用した構成からなるもの
である。すなわち、一対の板状ヨーク２１，２２間の一
方端部側（図においては上端部側）に磁界発生源として
鉄心２３に励磁コイル２４を巻回してなる電磁石を挟持
した構成からなり、該一対のヨーク２１，２２の先端部
であり磁性体からなる被吸着物２７との当接面が吸着用
磁極面を形成している。

【０００７】図１２の図中２５はヨーク２１，２２の固
定用非磁性板、２６は吊り上げ用アイボルトである。ま
た、図中破線ハは、該磁石式吸着装置と被吸着物２７の
吸着時における磁路を示すものである。なお、この構成
では励磁コイル２４への印加電流をＯＮ，ＯＦＦするこ
とによって該磁石式吸着装置と被吸着物２７との着脱を
実施する。

【０００８】図１３も従来から知られる磁石式吸着装置
の縦断面説明図である。この磁石式吸着装置は、磁界発
生源として永久磁石と電磁石を併用する構成を採用する
が、特に励磁コイル内にアルニコ磁石等の比較的保磁力
の低い永久磁石を配置し、励磁コイルへの瞬時の電流印
加によって該低保磁力永久磁石の磁化方向を反転させる
ことを主たる特徴としている（特公昭６０−３８８４３
号公報、特開昭６０−１３０１０６号公報、実開昭６１
−１８８３１６号公報）。

【０００９】すなわち、一対の板状ヨーク３１，３２間
にアルニコ磁石等の低保磁力永久磁石３３に励磁コイル
３４を巻回してなる電磁石と希土類磁石等の高保磁力永
久磁石３５を並列的に挟持した構成からなり、該一対の
ヨーク３１，３２の先端部であり磁性体からなる被吸着
物３８との当接面が吸着用磁極面を形成している。図中
３６はヨーク３１，３２の固定用非磁性板、３７は吊り
上げ用アイボルトである。

【００１０】この構成においては、励磁コイル３４に電
流を印加し低保磁力永久磁石３３を高保磁力永久磁石３
５と同一方向に磁化すると、励磁コイル３４への電流を
ＯＦＦした後でも各々の永久磁石３３，３５によって図
中破線ニ，ホにて示す磁路が形成され被吸着物３８の吸
着状態を維持することができる。また、励磁コイル３４
に前記とは逆方向の電流を印加し低保磁力永久磁石３３
を高保磁力永久磁石３５と逆方向に磁化すると、励磁コ
イル３４への電流をＯＦＦした後には各々の永久磁石３
３，３５によって図中実線ヘにて示す磁路が形成され、
該吸着装置の外部に磁界が発生せず被吸着物３８を離脱
することができる。

【００１１】以上に従来から知られる磁石式吸着装置の
代表的な例を示したが、これら以外にも用途に応じてヨ
ークの配置、形状、磁界発生源となる永久磁石や電磁石
の配置、形状等を選定した種々の構成が提案されてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した種々の構成か
らなる磁石式吸着装置は、要求される用途に応じて目的
とする吸着力が得られるように設計されるが、従来から
該装置の吸着力は吸着用磁極面に対して垂直方向の吸着
力（例えば、図８においてＦ₁にて示す吸着力）につい
てのみ考慮されてきた。

【００１３】吸着用磁極面に対して垂直方向の吸着力の
増大は、鋼板や機械加工ワーク等の被吸着物の吊り上げ
や運搬等の用途においては効果的であるが、磁性体壁面
に吸着配置して使用するハンガや磁性体定盤上で使用す
る固定治具等の用途においては、吸着用磁極面に対して
垂直方向の吸着力よりも、むしろ平行方向の吸着力（例
えば、図８においてＦ₂にて示す吸着力）を増大するこ
とが要求されている。しかし、今までに、このような観
点から改良された磁石式吸着装置の提案はなかった。

【００１４】吸着用磁極面に対して平行方向の吸着力
は、該装置と被吸着物との吸着時に発生するヨークの吸
着用磁極面に対して垂直方向の吸着力に基づくヨークと
被吸着物との摩擦力によって決定されるため、単に垂直
方向の吸着力を増加する目的で磁界発生源となる永久磁
石や電磁石を大きくすると装置自体が大きくなり、取扱
いの煩雑さを招くこととなる。

【００１５】この発明は、上記の現状に鑑み提案するも
ので、磁石式吸着装置の用途拡大を図り、特に該装置の
大型化を招くことなく吸着用磁極面に対して平行方向の
吸着力を大幅に増加させた構成からなる磁石式吸着装置
の提案を目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の目的
を達成するために種々検討した結果、磁石式吸着装置を
構成する隣接するヨーク間に合成ゴム等の高摩擦係数部
材を適正配置することによって、該装置の吸着用磁極面
に対して平行方向の吸着力を大幅に増加させることが可
能であることを知見し、この発明を完成したものであ
る。

【００１７】すなわち、この発明は、磁性体からなる被
吸着物との当接面に、少なくとも一対の吸着用磁極面を
形成するヨークを有する磁石式吸着装置において、前記
ヨーク間に、被吸着物の非吸着時に吸着用磁極面より突
出し、且つ吸着時に吸着用磁極面と略同一面となる高摩
擦係数部材を配置したことを特徴とする磁石式吸着装置
である。

【００１８】また、上記の磁石式吸着装置において、１）高摩擦係数部材が合成ゴム、天然ゴム、皮革、合成
皮革のうちいずれか一種であることを特徴とする磁石式
吸着装置、及び２）磁界発生源である磁石が永久磁石及び／又は電磁石
であることを特徴とする磁石式吸着装置を併せて提案す
る。

【００１９】この発明において、高摩擦係数部材には、
合成ゴム、天然ゴム、皮革、合成皮革、繊維、布、セラ
ミックスなどの各種材料を適宜採用することができ、合
成ゴムも高弾性ゴムや表面が粘着質からなるもの、必要
に応じてスパッター、放電等の表面加工を施したもの、
あるいは被吸着物との接触面全体を浅い凹球面となした
り、直径の小さな浅い凹球面を多数設けたり、種々の微
小な凹凸を形成したり、スエード状合成皮革もその毛足
方向を特定するなど、被吸着物へのアンカー効果を向上
させる手段を施すことができ、合成皮革の裏打ちにゴム
をライニングして弾性を持たせたり、材質も面方向に種
々選定して組み合せて用いることもできる。

【００２０】この発明において、磁界発生源として永久
磁石を用いる場合は、フェライト磁石、アルニコ系磁
石、希土類コバルト系磁石が使用できるが、特に、Ｒと
してＮｄやＰｒなどの軽希土類を用い、Ｂ、Ｆｅを主成
分として３０ＭＧＯｅ以上の極めて高いエネルギー積を
示す、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を使用することにより、
装置を著しく小型化することができる。

【００２１】

【作用】この発明の磁石式吸着装置の作用を、図１から
図７に示す一実施例に基づいて詳細に説明する。図１は
この発明の磁石式吸着装置の一実施例を示す縦断面説明
図であり、図２、図３は被吸着物の非吸着時及び吸着時
の部分拡大説明図である。図１の磁石式吸着装置は、図
８に示す従来の磁石式吸着装置と基本構成は同一であ
る。すなわち、一対の板状ヨーク１，２間の一方端部側
（図においては上端部側）に磁界発生源である永久磁石
３を挟持した構成からなり、該一対のヨーク１，２の先
端部であり磁性体からなる被吸着物（図示せず）との当
接面が吸着用磁極面を形成している。

【００２２】しかし、図１の磁石式吸着装置において
は、一対の板状ヨーク１，２間の他方端部側（図におい
ては下端部側）に高摩擦係数部材である角柱状の合成ゴ
ム４０を配置している。この角柱状合成ゴム４０は、図
２に示すようにその先端部（図においては下端部）が被
吸着物の非吸着時には一対のヨーク１，２の先端部であ
る吸着用磁極面より突出している（ｔ：突出量）。ま
た、一対のヨーク１，２の先端内側部にはそれぞれ所定
量だけ研削加工が施され、面取り部４１，４２が形成さ
れている。

【００２３】この状態において磁石式吸着装置を被吸着
物８に近づけると、吸着装置の吸引力によって最初に被
吸着物８に角柱状合成ゴム４０の先端部が当接するが、
図３に示すように該合成ゴム４０の先端部が一対のヨー
ク１，２の面取り部４１，４２内に若干変形して配置し
吸着用磁極面と略同一面となり、最終的に一対のヨーク
１，２の吸着用磁極面と被吸着物８が当接して目的とす
る吸着を達成することとなる。

【００２４】以上の構成からなる磁石式吸着装置におい
て、該装置の吸着用磁極面に対して平行方向の吸着力
は、一対のヨーク１，２の吸着用磁極面に対して垂直方
向の吸着力による摩擦力と、高摩擦係数を有する合成ゴ
ム４０の被吸着物８との当接面に対して垂直方向に作用
する弾性力による摩擦力との相乗効果によって発生する
ことから従来に比べ大幅に増加する。

【００２５】前記合成ゴム４０の吸着用磁極面からの突
出量ｔを必要以上に大きくすると、吸着時に一対のヨー
ク１，２の吸着用磁極面と被吸着物８との完全な接触を
阻害してこれらの間に空隙を形成し、垂直方向の吸着力
を低減することとなるため、結果として該垂直方向の吸
着力による摩擦力及び合成ゴム４０の弾性力による摩擦
力ともに低減し、目的とする平行方向の吸着力増大を達
成できなくなる。

【００２６】従って、使用する合成ゴム４０の材質、吸
着用磁極面からの突出量ｔ、一対のヨーク１，２の面取
り部４１，４２の寸法等を適正に選定することによって
最も効果的にこの発明を実現することが可能となる。ま
た、図においては合成ゴム４０の被吸着物８との当接面
が平坦の場合にて示したが、より大きな摩擦力を得るた
めに、先に説明したごとく、当接面に所定の凹凸面を形
成する等も望ましい構成である。

【００２７】図４に示すこの発明の磁石式吸着装置も図
１の磁石式吸着装置と同様に、図８に示す従来の磁石式
吸着装置と基本構成は同一である。すなわち、一対の板
状ヨーク１，２間の一方端部側（図においては上端部
側）に磁界発生源である永久磁石３を挟持した構成から
なり、該一対のヨーク１，２の先端部であり磁性体から
なる被吸着物（図示せず）との当接面が吸着用磁極面を
形成している。

【００２８】しかし、図４の磁石式吸着装置において
は、一対の板状ヨーク１，２間の他方端部側（図におい
ては下端部側）に高摩擦係数部材である平板状の合成ゴ
ム５０を固着した非磁性支持部材５１を板バネ５２を介
して配置している。この平板状合成ゴム５０は、図に示
すようにその先端部（図においては下端部）が、被吸着
物の非吸着時には一対のヨーク１，２の先端部である吸
着用磁極面より突出している（ｔ：突出量）が、被吸着
物の吸着時には板バネ５２の変形によって吸着用磁極面
と略同一面となる。

【００２９】したがって、被吸着物の吸着時には、一対
のヨーク１，２の吸着用磁極面に対して垂直方向の吸着
力による摩擦力と、高摩擦係数を有する合成ゴム５０の
被吸着物との当接面に対して垂直方向に作用する弾性力
（合成ゴム５０及び板バネ５２の弾性力）による摩擦力
とが作用し、これらの相乗効果によって目的とする吸着
用磁極面に対して平行方向の吸着力の大幅な増加を実現
することが可能となる。

【００３０】図４に示す構成においては、合成ゴム５０
自体があまり変形しなくとも板バネ５２の変形によって
目的が達成されることから、比較的変形が少ない硬質の
合成ゴムが使用でき、また、合成ゴム５０に代えて皮革
や合成皮革等の使用が可能となる。板バネ５２に代えて
コイルバネやその他の弾性体を使用することも可能であ
る。

【００３１】図５に示すこの発明の磁石式吸着装置は、
図１に示す磁石式吸着装置を複数並列配置した構成であ
り、より大きな吸着力を必要とする用途に適する。すな
わち、複数の板状ヨーク６１，６２，６３，６４間の各
々一方端部側（図においては上端部側）に磁界発生源で
ある永久磁石６５，６６，６７を挟持した構成からな
り、該複数の板状ヨーク６１，６２，６３，６４の先端
部であり磁性体からなる被吸着物（図示せず）との当接
面が吸着用磁極面を形成している。図中６８，６９，７
０は平板状合成ゴムからなる高摩擦係数部材であり、そ
の先端部はいずれも被吸着物の非吸着時にはヨーク６
１，６２，６３，６４の先端部である吸着用磁極面より
所定量ｔだけ突出して配置されている。

【００３２】図６に示すこの発明の磁石式吸着装置は、
図１０に示す磁石式吸着装置の一対の円盤状ヨーク１１
とカップ状ヨーク１２との間に環状の合成ゴムからなる
高摩擦係数部材８０を配置した構成であり、その合成ゴ
ム８０の先端部はいずれも被吸着物の非吸着時にはヨー
ク１１，１２の先端部である吸着用磁極面より所定量ｔ
だけ突出して配置されている。

【００３３】図７に示すこの発明の磁石式吸着装置は、
図１３に示す磁石式吸着装置の一対の板状ヨーク３１，
３２の間に板状合成ゴムからなる高摩擦係数部材９０を
配置した構成であり、その合成ゴム９０の先端部はいず
れも被吸着物の非吸着時にはヨーク３１，３２の先端部
である吸着用磁極面より所定量ｔだけ突出して配置され
ている。

【００３４】以上の図５、図６、図７に示す構成からな
る磁石式吸着装置は、図１に示す構成からなる磁石式吸
着装置と同様に、各々のヨーク間に所定配置された合成
ゴムからなる高摩擦係数部材が前述のごとく弾性力と摩
擦力との相乗効果が有効に機能し、目的とする該装置の
吸着用磁極面に対して平行方向の吸着力を大幅に増加さ
せることが可能となる。

【００３５】

【実施例】この発明の効果を確認するために、図１に示
すこの発明の磁石式吸着装置を作成するとともに、図８
に示す従来の磁石式吸着装置を作成し、それぞれの装置
を鉄製定盤上に載置し、該装置の吸着用磁極面に対して
垂直方向および平行方向の吸着力を測定した。

【００３６】一対の板状ヨーク１，２としては、それぞ
れ厚さ１０ｍｍ×長さ２５ｍｍ×高さ３０ｍｍの炭素鋼
を使用した。また、吸着用磁極面を形成する先端部の内
側には約２ｍｍ程度のＣ面４１，４２を加工した。永久
磁石３としては、厚さ１２ｍｍ×長さ２５ｍｍ×高さ２
０ｍｍで最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが３７ＭＧＯ
ｅのＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を用いた。さらに、この発
明の磁石式吸着装置についてのみ、厚さ１２ｍｍ×長さ
２５ｍｍ×高さ１０．５ｍｍの角柱状合成ゴム４０を、
一対の板状ヨーク１，２の先端部である吸着用磁極面か
らの突出量ｔが０．５ｍｍになるようにして配置した。

【００３７】この発明の磁石式吸着装置と従来の磁石式
吸着装置ともに、該装置の吸着用磁極面に対して垂直方
向の吸着力はほぼ同程度（約６０ｋｇ）であったが、吸
着用磁極面に対して平行方向の吸着力は、この発明の磁
石式吸着装置が約３０ｋｇ程度あるのに対し、従来の磁
石式吸着装置が約１５ｋｇ程度と２倍程度の差があるこ
とが確認された。

【００３８】

【発明の効果】この発明の磁石式吸着装置は、実施例か
らも明らかなように、装置自体の大型化を招くことなく
従来の磁石式吸着装置に比べ吸着用磁極面に対して平行
方向の吸着力を大幅に増加することができることから、
磁石式吸着装置自体の横滑りを防止でき、磁性体からな
る被吸着物の吊り上げ、運搬の用途だけでなく、ハンガ
や固定治具等の用途においても、その吸着力を有効に活
用することができる。また、磁界発生源が永久磁石でも
電磁石でも同様な効果が得られることから、用途や要求
される吸着特性、取扱性等を考慮してこれらの選定が自
由にできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の磁石式吸着装置の一実施例を示す縦
断面説明図である。

【図２】図１の磁石式吸着装置の被吸着物非吸着時にお
ける状態を説明する部分拡大説明図である。

【図３】図１の磁石式吸着装置の被吸着物吸着時におけ
る状態を説明する部分拡大説明図である。

【図４】この発明の磁石式吸着装置の他の実施例を示す
縦断面説明図である。

【図５】この発明の磁石式吸着装置の他の実施例を示す
縦断面説明図である。

【図６】この発明の磁石式吸着装置の他の実施例を示す
縦断面説明図である。

【図７】この発明の磁石式吸着装置の他の実施例を示す
縦断面説明図である。

【図８】従来の磁石式吸着装置を示す縦断面説明図であ
る。

【図９】図８のＡ−Ａ断面説明図である。

【図１０】従来の磁石式吸着装置を示す縦断面説明図で
ある。

【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面説明図である。

【図１２】従来の他の磁石式吸着装置を示す縦断面説明
図である。

【図１３】従来の他の磁石式吸着装置を示す縦断面説明
図である。

【符号の説明】

１，２，２１，２２，３１，３２，６１，６２，６３，
６４板状ヨーク３，１３，３３，３５，６５，６６，６７永久磁石４，２５，３６固定用非磁性板５，１４，２６，３７アイボルト６，１５着脱用カム７，１６操作レバー８，１７，２７，３８被吸着物１１円盤状ヨーク１２カップ状ヨーク２３鉄心２４，３４励磁コイル４０，５０，８０，９０合成ゴム４１，４２面取り部５１非磁性支持部材５２板バネ６８，６９，７０高摩擦係数部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体からなる被吸着物との当接面に、
少なくとも一対の吸着用磁極面を形成するヨークを有す
る磁石式吸着装置において、前記ヨーク間に、被吸着物
の非吸着時に吸着用磁極面より突出し、且つ吸着時に吸
着用磁極面と略同一面となる高摩擦係数部材を配置した
ことを特徴とする磁石式吸着装置。