特許 7289115 吸着用電磁石

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-01

(45)【発行日】2023-06-09

(54)【発明の名称】吸着用電磁石

(51)【国際特許分類】

   B66C 1/06 20060101AFI20230602BHJP

   H01F 7/08 20060101ALI20230602BHJP

   H01F 7/16 20060101ALI20230602BHJP

【ＦＩ】

B66C1/06 E

H01F7/08 Z

H01F7/16 J

H01F7/16 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018214336

(22)【出願日】2018-11-15

(65)【公開番号】P2020083482

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-09-28

(73)【特許権者】

【識別番号】302038741

【氏名又は名称】新電元メカトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111899

【弁理士】

【氏名又は名称】永山 陽二

(72)【発明者】

【氏名】岡田 信秀

(72)【発明者】

【氏名】増岡 洋子

【審査官】吉川 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開昭４９－００３３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３４３４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２４４０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４９－１３２５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６３０６３４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １／０４－１／０８

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ｈ０１Ｆ ７／０６－７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平坦な仮想的矩形領域内において、ｍ（ｍ≧４、かつ、ｍは偶数）行、ｎ（ｎ≧４、かつ、ｎは偶数）列からなるマトリックス状に設定されると共に、互いの間に所定幅の仮想配線領域が設定された仮想設置領域のうち、奇数列目で、かつ、奇数行目となる仮想設置領域と、偶数列目で、かつ、偶数行目となる前記仮想設置領域とにそれぞれ設けられると共に、略柱状、又は、略筒状に形成された磁極部材と、
コイルワイヤを１行目の前記仮想設置領域と２行目の前記仮想設置領域との間の前記仮想配線領域からｍ－１行目の前記仮想設置領域とｍ行目の前記仮想設置領域との間の前記仮想設置領域までの行方向に並ぶ前記仮想配線領域に対してつづら折り状に配線した行方向配線部と、前記コイルワイヤを１列目の前記仮想設置領域と２列目の前記仮想設置領域との間の前記仮想配線領域からｎ－１行目の前記仮想設置領域とｎ行目の前記仮想設置領域との間の前記仮想設置領域までの行方向に並ぶ前記仮想配線領域に対してつづら折り状に配線して形成された列方向配線部とを備えたコイルを有していることを特徴とする吸着用電磁石。

【請求項2】

前記仮想的矩形領域の外縁と、１行目の前記仮想設置領域、ｍ行目の前記仮想設置領域、１列目の前記仮想設置領域及びｎ列目の前記仮想設置領域との間に前記所定幅の仮想周辺配線領域がさらに設定され、
前記コイルは、前記コイルワイヤの、１行目の前記仮想設置領域、ｍ行目の前記仮想設置領域、１列目の前記仮想設置領域及びｎ列目の前記仮想設置領域にそれぞれ設けられた前記磁極部材の前記仮想的矩形領域の前記外縁側を回り込んでいる部分を前記仮想周辺配線領域内に配線していることを特徴とする請求項１に記載の吸着用電磁石。

【請求項3】

前記コイルは、前記行方向配線部と前記列方向配線部とに連続すると共に、ｍ行目でｎ列目の前記仮想設置領域に設けられた前記磁極部材の前記仮想的矩形領域の前記外縁側を回り込むように配線された接続部をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の吸着用電磁石。

【請求項4】

前記仮想設置領域の、偶数列目で、かつ、奇数行目となる前記仮想設置領域と、奇数列目で、かつ、偶数行目となる前記仮想設置領域とのうち、任意の複数箇所に設けられると共に、略柱状、又は、略筒状に形成され、非磁性材からなる支柱部材をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の吸着用電磁石。

【請求項5】

略矩形板状の磁性材からなり、かつ、前記仮想的矩形領域に沿うように配置されると共に、前記仮想設置領域のうち、奇数列目で、かつ、奇数行目となる前記仮想設置領域と、偶数列目で、かつ、偶数行目となる前記仮想設置領域とに対応する部位に開口部がそれぞれ形成され、該開口部に前記磁極部材が前記仮想的矩形領域に直交する向きで挿入された基盤部材と、
非磁性材からなると共に、前記基盤部材の近傍に配置されたスプリング支持部材と、
一方の端部が前記スプリング支持部材に当接し、他方の端部が前記磁極部材、又は、前記磁極部材に設けられたばね受けに当接するように配置されると共に、前記磁極部材を前記基盤部材側に常時付勢するスプリングとをさらに有し、
前記支柱部材は、前記基盤部材と前記スプリング支持部材とを接続していることを特徴とする請求項４に記載の吸着用電磁石。

【請求項6】

前記磁極部材は、前記スプリング支持部材寄りの所定部位に環状溝が形成され、
前記ばね受けは、前記磁極部材の前記環状溝に固定されると共に、前記基盤部材の前記開口部よりも径が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の吸着用電磁石。

【請求項7】

前記コイルは、前記基盤部材の前記スプリング支持部材と反対側の面に接する、又は、近接するように設けられていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の吸着用電磁石。

【請求項8】

前記仮想設置領域の、偶数列目で、かつ、奇数行目となる前記仮想設置領域と、奇数列目で、かつ、偶数行目となる前記仮想設置領域とのうち、任意の複数箇所に設けられると共に、略柱状、又は、略筒状に形成され、非磁性材からなるガイド部材をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の吸着用電磁石。

【請求項9】

前記基盤部材と同じ外形に形成された底板部と、前記仮想設置領域に対応する部位に開口部がそれぞれ形成されると共に、該開口部を取り囲むように立ち上がった境界壁部とを備えたコイルボビンをさらに有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の吸着用電磁石。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸着用電磁石に関し、特に、吸着部が平面状に拡がっている構成を有する吸着用電磁石に関する。

【背景技術】

【0002】

吸着部が平面状に拡がっている吸着用電磁石は、被吸着物を吸着可能な領域の面積が大きく、被吸着物をより確実に保持できることから、様々な構成の吸着用電磁石が発明されている。図１５は、従来技術に係る吸着用電磁石を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１５において、１００は吊り上げ電磁石、１１０は鉄心、１１１は磁極、１１２は内極、１１３ａ及び１１３ｂは外極、１１４ａ及び１１４ｂは可動磁極、１１５ａ及び１１５ｂは基部、１１６ａ及び１１６ｂは外枠、１１７ａ及び１１７ｂは支持具、１１８ａ及び１１８ｂは外部鉄心、１１９ａ及び１１９ｂは磁極止め、Ｇｃ１～Ｇｃｎ、Ｇｄ１～Ｇｄｎ、Ｇｃ１′～Ｇｃｎ′、及び、Ｇｄ１′～Ｇｄｎ′は可動磁極体である。

【0003】

図１５は、特開平１０－３１６３５５号公報で開示されている吸着用電磁石である。吊り上げ電磁石１００は、図１５に示すように、鉄心１１０として、図示してない内部鉄心と１対の外部鉄心１１８ａ及び１１８ｂを有している。また、磁極１１１は、内部鉄心の先端に取り付けた固定磁極である内極１１２と、外部鉄心１１８ａ及び１１８ｂの外面に設けた外枠１１６ａ及び１１６ｂに装架された複数個の可動磁極体Ｇｃ１～Ｇｃｎ、Ｇｄ１～Ｇｄｎ、Ｇｃ１′～Ｇｃｎ′、及び、Ｇｄ１′～Ｇｄｎ′からなる１対の可動磁極１１４ａ及び１１４ｂの外極１１３ａ及び１１３ｂにより構成される。くわえて、吊り上げ電磁石１００の可動磁極１１４ａ及び１１４ｂは、基部１１５ａ及び１１５ｂが外枠１１６ａ及び１１６ｂの上面と接する位置から磁極止め１１９ａ及び１１９ｂに当接するところまで、外部鉄心１１８ａ及び１１８ｂの外面に沿って上下に摺動可能になっている。

【0004】

以上の吊り上げ電磁石１００によれば、支持具１１７ａ及び１１７ｂに支持された外極１１３ａ及び１１３ｂを構成する可動磁極体Ｇｃ１～Ｇｃｎ、Ｇｄ１～Ｇｄｎ、Ｇｃ１′～Ｇｃｎ′、及び、Ｇｄ１′～Ｇｄｎ′が別個に上下に摺動可能になっているので、被吸着物の上面の形状に対応するように、可動磁極体Ｇｃ１～Ｇｃｎ、Ｇｄ１～Ｇｄｎ、Ｇｃ１′～Ｇｃｎ′、及び、Ｇｄ１′～Ｇｄｎ′の上下方向の位置を変化させることができる。したがって、可動磁極体Ｇｃ１～Ｇｃｎ、Ｇｄ１～Ｇｄｎ、Ｇｃ１′～Ｇｃｎ′、及び、Ｇｄ１′～Ｇｄｎ′の全て、又は、大部分が被吸着物の上面に吸着した状態で被吸着物を吊り上げることができる。ひいては、消費電力に対する吸引力の比率を高める、或いは、吊り上げ電磁石を小型化できるなどの利点がある。

【0005】

ところで、吊り上げ電磁石１００では、通電時において、被吸着物の内極１１２と外極１１３ａ及び１１３ｂとの間に位置する部位に磁束の流れが集中することになる。したがって、この部位の肉厚が薄いと、磁気飽和状態となって吸引力が頭打ちの状態になる。すなわち、被吸着物が建造物の構造材のような重量物である場合には、この部位の肉厚が重量に見合った十分な厚さでないと吊り上げが困難となる。各々独立した小型の電磁石をマトリックスに多数配置し、これらの電磁石を共通の構造材に固定すれば、被吸着物の広い領域に磁束の流れを分散することが可能であるが、各々の電磁石への配線が非常に複雑になり、製造コストを大幅に増大させる要因になるので、現実的な構成とは言えない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平１０－３１６３５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するために、通電時において被吸着物の特定の部位に磁束の流れが集中せず、かつ、低コストで製造可能な吸着用電磁石を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の発明は、平坦な仮想的矩形領域内において、ｍ（ｍ≧４、かつ、ｍは偶数）行、ｎ（ｎ≧４、かつ、ｎは偶数）列からなるマトリックス状に設定されると共に、互いの間に所定幅の仮想配線領域が設定された仮想設置領域のうち、奇数列目で、かつ、奇数行目となる仮想設置領域と、偶数列目で、かつ、偶数行目となる前記仮想設置領域とにそれぞれ設けられると共に、略柱状、又は、略筒状に形成された磁極部材と、コイルワイヤを１行目の前記仮想設置領域と２行目の前記仮想設置領域との間の前記仮想配線領域からｍ－１行目の前記仮想設置領域とｍ行目の前記仮想設置領域との間の前記仮想設置領域までの行方向に並ぶ前記仮想配線領域に対してつづら折り状に配線した行方向配線部と、前記コイルワイヤを１列目の前記仮想設置領域と２列目の前記仮想設置領域との間の前記仮想配線領域からｎ－１行目の前記仮想設置領域とｎ行目の前記仮想設置領域との間の前記仮想設置領域までの行方向に並ぶ前記仮想配線領域に対してつづら折り状に配線して形成された列方向配線部とを備えたコイルを有していることを特徴とする吸着用電磁石である。

【0009】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記仮想的矩形領域の外縁と、１行目の前記仮想設置領域、ｍ行目の前記仮想設置領域、１列目の前記仮想設置領域及びｎ列目の前記仮想設置領域との間に前記所定幅の仮想周辺配線領域がさらに設定され、前記コイルは、前記コイルワイヤの、１行目の前記仮想設置領域、ｍ行目の前記仮想設置領域、１列目の前記仮想設置領域及びｎ列目の前記仮想設置領域にそれぞれ設けられた前記磁極部材の前記仮想的矩形領域の前記外縁側を回り込んでいる部分を前記仮想周辺配線領域内に配線していることを特徴とする吸着用電磁石である。

【0010】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記コイルは、前記行方向配線部と前記列方向配線部とに連続すると共に、ｍ行目でｎ列目の前記仮想設置領域に設けられた前記磁極部材の前記仮想的矩形領域の前記外縁側を回り込むように配線された接続部をさらに備えていることを特徴とする吸着用電磁石である。

【0011】

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記仮想設置領域の、偶数列目で、かつ、奇数行目となる前記仮想設置領域と、奇数列目で、かつ、偶数行目となる前記仮想設置領域とのうち、任意の複数箇所に設けられると共に、略柱状、又は、略筒状に形成され、非磁性材からなる支柱部材をさらに有していることを特徴とする吸着用電磁石である。

【0012】

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、略矩形板状の磁性材からなり、かつ、前記仮想的矩形領域に沿うように配置されると共に、前記仮想設置領域のうち、奇数列目で、かつ、奇数行目となる前記仮想設置領域と、偶数列目で、かつ、偶数行目となる前記仮想設置領域とに対応する部位に開口部がそれぞれ形成され、該開口部に前記磁極部材が前記仮想的矩形領域に直交する向きで挿入された基盤部材と、非磁性材からなると共に、前記基盤部材の近傍に配置されたスプリング支持部材と、一方の端部が前記スプリング支持部材に当接し、他方の端部が前記磁極部材、又は、前記磁極部材に設けられたばね受けに当接するように配置されると共に、前記磁極部材を前記基盤部材側に常時付勢するスプリングとをさらに有し、前記支柱部材は、前記基盤部材と前記スプリング支持部材とを接続していることを特徴とする吸着用電磁石である。

【0013】

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記磁極部材は、前記スプリング支持部材寄りの所定部位に環状溝が形成され、前記ばね受けは、前記磁極部材の前記環状溝に固定されると共に、前記基盤部材の前記開口部よりも径が大きくなるように形成されていることを特徴とする吸着用電磁石である。

【0014】

請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記コイルは、前記基盤部材の前記スプリング支持部材と反対側の面に接する、又は、近接するように設けられていることを特徴とする吸着用電磁石である。

【0015】

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記仮想設置領域の、偶数列目で、かつ、奇数行目となる前記仮想設置領域と、奇数列目で、かつ、偶数行目となる前記仮想設置領域とのうち、任意の複数箇所に設けられると共に、略柱状、又は、略筒状に形成され、非磁性材からなるガイド部材をさらに有していることを特徴とする吸着用電磁石である。

【0016】

請求項９に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記基盤部材と同じ外形に形成された底板部と、前記仮想設置領域に対応する部位に開口部がそれぞれ形成されると共に、該開口部を取り囲むように立ち上がった境界壁部とを備えたコイルボビンをさらに有することを特徴とする吸着用電磁石である。

【発明の効果】

【0017】

請求項１に記載の発明によれば、各磁極部材の四方を囲むコイルワイヤに時計回り、又は、反時計回りに電流がそれぞれ流れるので、マトリックス状に配置されたｍ／２×ｎ／２個の電磁石において１本のコイルワイヤを共有する構成が実現される。したがって、通電時において被吸着物の特定の部位に磁束の流れが集中せず、かつ、低コストで製造可能な吸着用電磁石を実現できる。

【0018】

請求項２に記載の発明によれば、仮想周辺配線領域を設定し、仮想周辺配線領域にコイルを配線するので、１行目にある磁極部材、ｍ行目にある磁極部材、１列目にある磁極部材及びｎ列目にある磁極部材において、外縁側のコイルワイヤと他の三方を囲むコイルワイヤの間隙を等しいものとし、外縁側のコイルワイヤと磁極部材との間隙と、他の三方を囲むコイルワイヤと磁極部材との間隙のばらつきによる磁束密度の低下を防止することが可能となる。

【0019】

請求項３に記載の発明によれば、コイルワイヤをｍ行目でｎ列目の磁極部材がある仮想的矩形領域の外縁側を回り込むように配線することによって、ｍ行目でｎ列目の磁極部材を流れる磁束密度を他の磁極部材の磁束密度と同等のものにすることができる。

【0020】

請求項４に記載の発明によれば、磁極部材を設けていない仮想設置領域に支柱部材を設けるので、仮想的矩形領域の外部に支柱部材を設ける領域を確保する必要がない。ひいては、吸着用電磁石の小型化に寄与する。

【0021】

請求項５に記載の発明によれば、スプリングによって磁極部材が付勢されるので、通電停止後に残留磁気によって元の位置に復帰しなくなることを防止できる。また、磁性部材を自重によって復帰させる構成ではないので、吸着用電磁石の上に被吸着物を載置し、磁力によって被吸着物を保持するような用途にも利用できる。

【0022】

請求項６に記載の発明によれば、ばね受けが基盤部材に当接したところで、磁極部材の摺動が停止するので、磁極部材の可動範囲を基盤部材によって設定できる。

【0023】

請求項７に記載の発明によれば、磁極部材とコイルとの間にスプリングを設けるための間隙を確保する必要がないので、磁極部材とコイルとを必要最小限度の距離まで接近させることによって、生成される磁界強度を高めることができる。

【0024】

請求項８に記載の発明によれば、ガイド部材を設けることによって、コイルワイヤを配線する際に、配線の乱れを生じることを防止できる。

【0025】

請求項９に記載の発明によれば、吸着用電磁石が非常に大型であるなど基盤部材にコイルワイヤを直接配線することが困難である場合に、あらかじめコイルワイヤをコイルボビンに対して配線しておき、吸着用電磁石の組立時にコイルボビンを基盤部材に固定することによってコイルを容易に設けることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の第１レイヤにおける基本構成の説明図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の第ｐレイヤにおける基本構成の説明図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の第ｑレイヤにおける基本構成の説明図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石における仮想的矩形領域に関する説明図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の配線順序に関する説明図である。

【図6】本発明の第１の形態に係る吸着用電磁石の仮想的矩形領域における構造材の配置等に関する説明図である。

【図7】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の部分断面図である。

【図8】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の通電状態における断面図である。

【図9】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石のコイルボビンの平面図である。

【図10】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石のコイルボビンを示し、（ａ）はＡ－Ａ線断面図、（ｂ）はＢ－Ｂ線断面図である。

【図11】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石をユニットとして利用した集合型吸着用電磁石を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

【図12】本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石をユニットとして利用した集合型吸着用電磁石の使用状態図である。

【図13】本発明の第２の実施の形態に係る吸着用電磁石の断面図である。

【図14】本発明の第３の実施の形態に係る吸着用電磁石の断面図である。

【図15】従来技術に係る吸着用電磁石を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

まず、本発明における仮想的矩形領域の構成に関する定義と、本発明の吸着用電磁石の基本構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の第１レイヤにおける基本構成の説明図である。図１において、１０は磁極部材、１１はコイルワイヤ、１９は接続部である。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の第ｐレイヤにおける基本構成の説明図である。図２において、１２はコイルワイヤであり、その他の符号は図１と同じものを示す。さらに、図３は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の第ｑレイヤにおける基本構成の説明図である。図３において、１３はコイルワイヤであり、その他の符号は図１と同じものを示す。くわえて、図４は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石における仮想的矩形領域に関する説明図である。図４において、１４は仮想設置領域、１５は仮想配線領域、１６は仮想周辺配線領域である。また、図５は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の配線順序に関する説明図である。図５において、２５は行方向配線部、２６は列方向配線部であり、その他の符号は図４と同じものを示す。なお、図１乃至図３の磁極部材１０、及び、図４の仮想設置領域１４は、それぞれ多数存在しているが、記載を簡潔にするために、各図において１つのみ符号を記載している。

【0028】

本発明における仮想的矩形領域は、図４に示すように、２次元直交座標の第３象限にあるものとし、Ｘ軸方向における仮想設置領域１４の配列を「行」とし、Ｙ軸方向における仮想設置領域１４の配列を「列」としている。仮想設置領域１４は、後述するように、磁極部材や支柱部材などを設けるための領域である。また、本発明の第１の実施の形態においては、仮想設置領域１４を（ｍ＝）８行で（ｎ＝）８列設定しており、６４箇所設定している。行数ｍと列数ｎは、後述する配線上の理由から、それぞれ４以上の偶数とする必要がある。なお、行数ｍと列数ｎは、後述する集合型として利用する場合を考慮すると、同数であることが望ましい。これらの仮想設置領域１４は、互いに等距離となるように配置されており、さらに互いの間には所定幅の仮想配線領域１５が設定されている。

【0029】

くわえて、最も外縁に位置する仮想設置領域１４のさらに外縁側には、正方形の輪郭を持つ仮想周辺配線領域１６が設けられている。よって、仮想設置領域１４において、１行目で１列目にあるものは原点に最も近く、８行目で８列目にあるものは原点から最も遠いものとなる。なお、仮想設置領域１４、仮想配線領域１５及び仮想周辺配線領域１６の互いの位置関係、並びに、コイルワイヤの起点及び終点は、２次元直交座標の第３象限とした以下の説明するものに限られるものではなく、Ｘ軸又はＹ軸に関して対称となるものであってもよく、原点に関して対象となるものであってもよい。また、図４等における仮想設置領域１４、仮想配線領域１５及び仮想周辺配線領域１６の大きさ及び幅の比率は、説明の便宜を考慮したものであり、本発明の実施物の大きさ及び幅と必ずしも一致するものではない。さらに、仮想設置領域１４、仮想配線領域１５及び仮想周辺配線領域１６の大きさ及び幅の比率は、本発明の実施物に要求される磁界強度や磁極部材の中心軸方向における長さ等によって変わってくるので、特定の比率に定まるものではない。

【0030】

上述のように、仮想的矩形領域の仮想設置領域１４は、８行×８列のマトリックス状に６４箇所設定されているが、磁極部材が設けられるのはこれらの仮想設置領域１４の半数のみとなる。すなわち、図１乃至図３に示すように、磁極部材１０は、１行目では１列目、３列目、５列目及び７列目、２行目では２列目、４列目、６列目及び８列目に設けられている。３行目以降も同様に、奇数行目では奇数列目に設けられ、偶数行目では偶数列目に設けられている。よって、３２箇所に設けられた磁極部材１０は、全体として千鳥格子状に配置されていると言える。本発明では、このように配置することによって、３２個の磁極部材１０がなるべく離隔するように、かつ、仮想的矩形領域おける磁界強度が全体として均一になるようにしている。この理由については後述する。なお、仮想的矩形領域は仮想的な平面に含まれる領域であるが、磁極部材１０はシート状に薄いものではなく、本発明の実施物を想定した場合、例えば５０ｍｍや２００ｍｍ程度の長さを持つ棒状の磁性材となる。したがって、図１乃至図３に示した磁極部材１０は、仮想的矩形領域おける断面を示すものであり、仮想的矩形領域と直交する方向、つまり図１乃至図３の手前側及び奥側に所定の長さを有している。

【0031】

仮想配線領域１５は、図４に示すように、６４箇所の仮想設置領域１４を互いに同じ幅で離隔するように設定されており、全体として格子状の外観を呈している。また、仮想周辺配線領域１６は、最も外縁に配置されている１行目、８列目、８行目及び１列目をさらに外縁側から取り囲むように、かつ、仮想設置領域１４と同一幅で、仮想設置領域１４に連続するように設定されている。したがって、６４箇所の仮想設置領域１４は、仮想配線領域１５と仮想周辺配線領域１６とによってそれぞれ周囲を囲まれた状態に設定されている。なお、図１乃至図３に示したコイルワイヤ１１、１２及び１３は、それぞれ１層、ｐ層及びｑ層というレイヤを構成するものであり、これらのレイヤが重なり合うことによって１つのコイルを構成しているので、１つの仮想的な平面にすべてが含まれるわけではない。本発明の実施物を想定した場合、例えば５ｍｍや２０ｍｍ程度の厚みを持ったコイルとなる。したがって、図１乃至図３に示したコイルワイヤ１１、１２及び１３からなるコイルは、仮想的矩形領域おける１つずつのレイヤを示すものであり、仮想的矩形領域と直交する方向、つまり図１乃至図３の手前側及び奥側に所定の長さを有している。

【0032】

次に、コイルワイヤの配線手順について説明する。コイルワイヤ１１は、図１に示すように、１行目で１列目の磁極部材１０の近傍で、かつ、仮想周辺配線領域１６の１行目で１列目側の隅となるところを起点としている。そして、この起点から仮想周辺配線領域１６の１列目に配線され、１行目の仮想設置領域１４と２行目の仮想設置領域１４との間の仮想配線領域１５を通って２行目で８列目の磁極部材１０に至る。続けて、２行目で８列目の磁極部材１０の外縁側の仮想周辺配線領域１６を回り込んで、２行目の仮想設置領域１４と３行目の仮想設置領域１４との間の仮想配線領域１５を通って３行目で１列目の磁極部材１０に至る。以下同様に、１列目と８列目との磁極部材１０の外縁側の仮想周辺配線領域１６を回り込みながら、次の仮想配線領域１５をつづら折り状に往復して行く。つづら折り状の配線が８行目で８列目の磁極部材１０まで至ると、図５（ａ）に示すように、行方向配線部が完成する。

【0033】

そして、８行目で８列目の磁極部材１０まで至ったら、この磁極部材１０の外縁側の仮想周辺配線領域１６を回り込んで、８列目の仮想設置領域１４と７列目の仮想設置領域１４との間の仮想配線領域１５を通って１行目で７列目の磁極部材１０に至る。続けて、１行目で７列目の磁極部材１０の外縁側の仮想周辺配線領域１６を回り込んで、７列目の仮想設置領域１４と６列目の仮想設置領域１４との間の仮想配線領域１５を通って８行目で６列目の磁極部材１０に至る。以下同様に、８行目と１行目との磁極部材１０の外縁側の仮想周辺配線領域１６を回り込みながら、次の仮想配線領域１５をつづら折り状に往復して行く。最後に仮想周辺配線領域１６の１行目で１列目側の隅となるところに至ったら、仮想周辺配線領域１６の外縁を越えるように行方向に配線して第２レイヤの配線に進んで終点となる。くわえて、終点となるところの手前で、起点近傍のコイルワイヤ１１と必ず交差させる。このように交差させると、１行目で１列目の磁極部材１０が他の位置の磁極部材１０と同じ強度の磁界を生成し、吸着用電磁石の吸着力をより高めることができる。以上の手順によって、列方向配線部２６が完成する。

【0034】

以上の構成についてまとめると、コイルワイヤを行方向につづら折り状に配線した後、列方向につづら折り状に配線することによって１つのレイヤを構成している。また、行方向に配線した後、別のコイルワイヤを用いずに、８行目で８列目の磁極部材１０の外縁側の仮想周辺配線領域１６を回り込む接続部１９を形成した後に、列方向につづら折り状に配線している。そして、終点近傍のコイルワイヤ１１と起点近傍のコイルワイヤ１１とを交差させて、コイルワイヤ１１が１行目で１列目の磁極部材１０を囲むようにして第１レイヤを構成している。また、第２レイヤ以降についても同様である。すなわち、図２では、コイルワイヤ１２を中間層である第ｐレイヤを同様の構成で形成しており、図３では、コイルワイヤ１３を最上層である第ｑレイヤを同様の構成で形成している。

【0035】

なお、糸巻き状のコイルボビンを用いた吸着用電磁石では、コイルワイヤが比較的細い場合には、１つのレイヤを例えば１０ターンや２０ターンで構成し、さらにレイヤ数を１０レイヤや２０レイヤとする場合がある。本発明においても、コイルワイヤが比較的細い場合に１つのレイヤを例えば１０ターンや２０ターンで構成することは可能であるが、コイルワイヤを行方向と列方向につづら折り状に複雑に配線することから、コイルワイヤの巻き乱れを生じやすいので、ターン数は少ない方が望ましいと言える。また、行方向に配線した後、別のコイルワイヤを用いて列方向に配線し、最後に行方向配線部の終端部近傍部分と列方向配線部の始端部近傍部分とを、８行目で８列目の磁極部材１０の外縁側の仮想周辺配線領域１６を回り込むように接続することによって接続部１９を構成してもよい。さらに、コイルワイヤ１１、１２及び１３のように分割せずに、第１レイヤから第ｑレイヤまで１本のコイルワイヤで形成してもよい。

【0036】

また、本発明のコイルでは、図１の矢印に示すように、コイルワイヤ１１の配線順序と同じ方向に通電する。この方向に通電すると、磁極部材１０の四方を取り巻くコイルワイヤ１１によって、奇数列の磁極部材１０では時計回り、偶数列の磁極部材１０では反時計回りの電流の流れができる。この電流の流れによって、奇数列の磁極部材１０と偶数列の磁極部材１０とで逆方向となる磁束の流れが生成される。この磁束の流れによって、鉄やニッケル、これらの合金などからなる被吸着物が吸着される。つまり、３２個の磁極部材１０全てに対して共通する１本のコイルワイヤで３２個の電磁石の単位体を備えた構成となり、個別にコイルボビン及びコイルを有する吸着用電磁石よりも大幅に小型化を図ることができる。この一方、３行目で４列目の仮想設置領域１４など磁極部材１０を設けていない仮想設置領域１４では、四方を取り巻くコイルワイヤ１１が２つずつ互いに逆方向に電流が流れる。したがって、仮に、奇数列目で偶数行目の仮想設置領域１４、及び、偶数列目で奇数行目の仮想設置領域１４に磁極部材１０を設けても、被吸着物を吸着する作用を発揮しない。これが奇数列目で奇数行目の仮想設置領域１４、及び、偶数列目で偶数行目の仮想設置領域１４にのみ磁極部材１０を設ける理由である。

【0037】

仮想周辺配線領域１６は、最も外縁に配置されている１行目、８列目、８行目及び１列目に設けた磁極部材１０の外縁側を回り込むコイルワイヤ１１、１２及び１３が磁極部材１０から離れすぎず、適正な経路を通るように設定したものである。また、仮想周辺配線領域１６は、前述のように、仮想配線領域１５と同じ幅に設定されているが、外縁側にはコイルワイヤ１１、１２及び１３を案内する部材が存在しない。そこで、本発明の実施物においては、仮想周辺配線領域１６の外縁に沿って境界壁となる部材を設けることが望ましい。また、仮想配線領域１５は、磁極部材１０がコイルワイヤ１１、１２及び１３を案内する部材として多少作用するが、不十分であるので、仮想配線領域１５の両側端部にも境界壁となる部材を設けることが望ましい。さらに、磁極部材１０は、図１乃至図３において、中心軸方向に直交する断面が正方形のものとして記載しているが、円形などでもよく、磁束の流れに大きな影響がない場合には中空部（貫通孔）を設けてもよい。

【0038】

以上のように、本発明においては、コイルワイヤ１１を１行目の仮想設置領域１４と２行目の仮想設置領域１４との間の仮想配線領域１５から７行目の仮想設置領域１４と８行目の仮想設置領域１４との間の仮想設置領域１４までの行方向に並ぶ仮想配線領域に対してつづら折り状に配線した行方向配線部と、コイルワイヤ１１を１列目の仮想設置領域１４と２列目の仮想設置領域との間の仮想配線領域１５から７行目の仮想設置領域１４と８行目の仮想設置領域１４との間の仮想設置領域１４までの行方向に並ぶ仮想配線領域１５に対してつづら折り状に配線して形成された列方向配線部という２つの配線部を備えたコイルに特徴がある。このように構成することによって、３２個の磁極部材１０全てに対して共通する１本のコイルワイヤで３２個の電磁石の単位体を作用させることがでる。ひいては、個別にコイルボビン及びコイルを有する吸着用電磁石よりも大幅に小型化を図ることが可能となる。また、通電時において被吸着物の特定の部位に磁束の流れが集中せず、かつ、低コストで製造可能な吸着用電磁石を実現できる。言い換えるならば、仮想設置領域をｍ行×ｎ列のマトリックス状に配列している場合に、ｍ又はｎが奇数であると、行方向配線部と列方向配線部とを一筆書きのように連続した構成にできないので、ｍ及びｎは偶数であることが要件である。さらに、通電時において被吸着物の特定の部位に磁束の流れを集中させないという課題を考慮するならば、ｍ又はｎが２では磁束の流れを十分に分散できないので、ｍ及びｎは少なくとも４とする必要があると言える。

【0039】

また、仮想的矩形領域の外縁と、１行目の仮想設置領域１４、８行目の仮想設置領域１４、１列目の仮想設置領域１４及び８列目の仮想設置領域１４との間に所定幅の仮想周辺配線領域を設定し、コイルワイヤ１１、１２及び１３の、１行目の仮想設置領域１４、８行目の仮想設置領域１４、１列目の仮想設置領域１４及び８列目の仮想設置領域１４にそれぞれ設けられた磁極部材１０の仮想的矩形領域の外縁側を回り込んでいる部分を仮想周辺配線領域内に配線しているので、外縁側のコイルワイヤ１１、１２及び１３と他の三方を囲むコイルワイヤ１１、１２及び１３の間隙を等しいものとし、外縁側のコイルワイヤ１１、１２及び１３と磁極部材１０との間隙と、他の三方を囲むコイルワイヤ１１、１２及び１３と磁極部材１０との間隙のばらつきによる磁束密度の低下を防止することが可能となる。

【0040】

さらに、コイルは、行方向配線部と列方向配線部とに連続すると共に、８行目で８列目の仮想設置領域１４に設けられた磁極部材１０の仮想的矩形領域の外縁側を回り込むように配線された接続部１９を備えているので、コイルワイヤを８行目で８列目の磁極部材１０がある仮想的矩形領域の外縁側を回り込むように配線することによって、８行目で８列目の磁極部材１０を流れる磁束密度を他の磁極部材１０の磁束密度と同等のものにすることができる。

【0041】

続けて、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石に関して構造等の具体的な構成について説明する。また、図６は、本発明の第１の形態に係る吸着用電磁石の仮想的矩形領域における構造材の配置等に関する説明図である。図６において、３０は可動磁極、３１は磁極部材、４２は支柱部材、４３はガイド部材である。さらに、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の部分断面図である。図７において、２０は吸着用電磁石、３０ａは基端側部分、３０ｂは先端側部分、３０ｃは先端面、３０ｄは環状溝、３１ａは基端側部分、３１ｂは先端側部分、３１ｃは先端面、３１ｄは環状溝、２１及び２２は吸着用電磁石、３２は周側面、３５及び３６はスプリング、３７及び３８は止め輪、４０は基盤部材、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄは開口部、４１はスプリング支持部材、４１ａ及び４１ｂは開口部、４２ａは貫通孔、４３ａはネジ穴、４４及び４５は軸受、４６ａ及び４６ｂはボルト、４７はネジ、５０はコイル、５１はコイルボビン、５２は外縁壁部、５３は蓋部材であり、その他の符号は図６と同じものを示す。くわえて、図８は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石の通電状態における断面図である。図８において、９０は被吸着物、９１は吸着面であり、その他の符号は図６及び図７と同じものを示す。なお、図７は、吸着用電磁石２０の部分断面図であるので、磁極部材、支柱部材、ガイド部材、スプリングなどの大部分は図示していない。以下の説明において、図示していない磁極部材などは、「他の磁極部材」などと記載している。また、吸着用電磁石の外部配線や吊り下げに係る構成の記載は省略している。

【0042】

吸着用電磁石２０は、図７に示すように、基盤部材４０の下面側にコイルボビン５１を設け、コイルボビン５１の内部にコイル５０を収納している。また、吸着用電磁石２０における仮想的矩形領域は基盤部材４０の下面が相当し、この下面における配線等の構成は図６に示すものとなっている。すなわち、図１乃至図３と同様に、８行×８列のマトリックス状に６４箇所の仮想設置領域が設定されており、これらの間隙及び外縁に仮想配線領域及び仮想周辺配線領域が設定されている。また、仮想設置領域においては、７行目で３列目、及び、７行目で１列目のところに、可動的な磁極部材３０及び３１が設けられており、さらに、他の奇数行目で奇数列目、及び、偶数行目で偶数列目のところにも同じ磁極部材が設けられている。磁極部材３０及び３１、並びに、他の磁極部材は、中心軸方向に直交する断面が円形に形成されている。くわえて、７行目で２列目の仮想設置領域には、吸着用電磁石２０の構造を支持する支柱部材４２が設けられており、さらに、７行目で６列目、３行目で２列目、及び、３行目で６列目のところにも同じ支柱部材が設けられている。支柱部材４２及び他の支柱部材は、中心軸に直交する方向の断面が円形に形成されている。

【0043】

また、７行目で４列目の仮想設置領域には、コイルワイヤ１１を案内するガイド部材４３が設けられており、さらに、支柱部材を設けていない奇数行目で偶数列目、及び、偶数行目で奇数列目のところにも、同じガイド部材が設けられている。ガイド部材４３、並びに、他のガイド部材は、中心軸方向に直交する断面が円形に形成されている。さらに、仮想配線領域及び仮想周辺配線領域には、コイルワイヤ１１を図５の行方向配線部２５、列方向配線部２６及び接続部１９と同様に配線している。したがって、磁極部材を設けていない仮想設置領域に支柱部材を設けるので、仮想的矩形領域の外部に支柱部材を設ける領域を確保する必要がない。ひいては、吸着用電磁石２０の小型化に寄与する。なお、支柱部材とガイド部材の本数は、この実施の形態における本数に限られるものではなく、例えば重量物を対象とする吸着用電磁石である場合には、すべて支柱部材としてもよい。

【0044】

さらに、吸着用電磁石２０の各部材について説明する。基盤部材４０は、正方形板状に形成されており、磁極部材３０及び３１などの各部材の基盤となっている。また、磁極部材３０及び３１が設けられる位置には、開口部４０ａ及び４０ｂが形成されている。開口部４０ａ及び４０ｂには、軸受４４及び４５が圧入によって固定されている。軸受４４及び４５は、磁性材から形成されており、磁極部材３０及び３１を摺動可能に支持している。したがって、磁極部材３０及び３１は、基盤部材４０の上面側にも下面側にも自在に動く。また、軸受４４及び４５が磁性材から形成されていることから、コイル５０に通電したときには、磁極部材３０及び３１が軸受４４及び４５に吸着されて、磁極部材３０及び３１が上下方向に摺動しない状態となる。なお、軸受４４及び４５を省略することも可能であるが、磁極部材３０及び３１と基盤部材４０との間に生じる摩擦力を低減する、あるいは、磁極部材３０及び３１と基盤部材４０が擦れ合って不快な音を生じることを防止する観点から、軸受４４及び４５を設けることが望ましい。また、他の磁極部材が設けられる位置においても同様の開口部が形成されており、これらの開口部に対しても軸受が圧入によって固定され、さらにこれらの軸受は磁極部材をそれぞれ摺動可能に支持している。

【0045】

また、支柱部材４２が設けられる位置には、開口部４０ｃが形成されている。開口部４０ｃは、支柱部材４２を固定するボルト４６ｂを挿通するためのものである。なお、他の支持部材においても同様の開口部が形成されており、これらの開口部に対してもボルトが挿通されている。さらに、ガイド部材４３が設けられる位置には、開口部４０ｄが形成されている。開口部４０ｄは、ガイド部材４３を圧入するためのものである。なお、他のガイド部材においても同様の開口部が形成されており、これらの開口部にはこれらのガイド部材が圧入されている。なお、基盤部材４０は、少なくとも仮想的矩形領域に相当する面積を有していればよく、例えば基盤部材４０を吊り下げる、又は、下方から支持するためのスペースを確保するために仮想的矩形領域を超える面積を有していてもよい。また、ガイド部材４３は、基盤部材４０に対して接着剤で固定されていてもよい。スプリング支持部材４１は、スプリング３５及び３６のばね受けであり、矩形板状に形成され、かつ、基盤部材４０に対して平行に配置されると共に、支柱部材４２及びガイド部材４３によって基盤部材４０に接続されている。すなわち、スプリング支持部材４１は、支柱部材４２が設けられる位置に開口部４１ａが形成され、ガイド部材４３が設けられる位置に開口部４１ｂが形成されている。開口部４１ｂには、ネジ４７が挿通されている。さらに、他の支持部材及びガイド部材が設けられる位置にも同様に開口部が形成されている。なお、スプリング支持部材４１は、例えば、支柱部材４２又はガイド部材４３に強固に固定することなどを目的として、部分的に凹凸面や傾斜面を設ける、つまり、基盤部材４０に対して平行とならない部分があってもよい。

【0046】

磁極部材３０及び３１は、基端側部分３０ａ及び３１ａがスプリング支持部材４１側に位置し、先端側部分３０ｂ及び３１ｂがスプリング支持部材４１とは反対側に位置するように配置されている。磁極部材３０及び３１の先端面３０ｃ及び３１ｃは、コイル５０への通電時に被吸着物に接する部分となる。また、磁極部材３０及び３１の中間部分には環状溝３０ｄ及び３１ｄが形成されており、さらに、環状溝３０ｄ及び３１ｄには止め輪３７及び３８が設けられている。スプリング３５及び３６の基端側はスプリング支持部材４１に当接しており、スプリング３５及び３６の先端側は止め輪３７及び３８に当接している。なお、スプリング３５及び３６は、図７及び図８に示したような形状でなくてもよく、例えば、円錐コイルバネのような形状であってもよい。止め輪３７及び３８は、開口部４０ａ及び４０ｂよりも径が大きいので、軸受４４及び４５が開口部４０ａ及び４０ｂに進入することはない。磁極部材３０及び３１は軸受４４及び４５に摺動可能に支持されているので、磁極部材３０及び３１は、外部から逆方向の応力が加わらない限り、先端側に付勢される。止め輪３７及び３８は、ばね受けとして設けられたＥリングであり、スプリング３５及び３６の弾発力によって基盤部材４０に当接した状態となる。なお、ばね受けとなるものであれば、止め輪３７及び３８のようなものでなくてもよく、例えば、磁極部材３０及び３１に対して長手方向に直交するように貫通したピンや、磁極部材３０及び３１の周側面に形成された段差面や環状溝をばね受けとしてもよい。支柱部材４２は、非磁性材から形成されており、基盤部材４０と共に吸着用電磁石２０の構造を支持している。

【0047】

また、支柱部材４２は、中心軸に沿ってネジ山加工された貫通孔４２ａが形成されており、ボルト４６ａ及び４６ｂによってスプリング支持部材４１を基盤部材４０に接続している。ガイド部材４３は、非磁性材から形成されており、コイルボビンを設けないにはコイルワイヤを配線する際にコイルワイヤを案内し、コイルボビンを設けないにはコイルボビンを固定する役割を持つ。また、前述のように、ガイド部材４３は、スプリング支持部材４１のネジ穴４１ｂを介してネジ穴４３ａにねじ込まれたネジ４７によってスプリング支持部材４１に固定されている。

【0048】

さらに、コイルボビンについて説明する。図９は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石のコイルボビンの平面図である。図９において、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１及び６２は境界壁部、６３は底板部、６５は開口部であり、その他の符号は図７と同じものを示す。また、図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石のコイルボビンを示し、（ａ）はＡ－Ａ線断面図、（ｂ）はＢ－Ｂ線断面図である。図１０において用いた符号は、すべて図９と同じものを示す。

【0049】

コイルボビン５１は、図９に示すように、仮想設置領域１４に対応するために、開口部６５を含めて８行×８列の計６４箇所の開口部がマトリックス状に設けられている。これらの開口部は、図１０の境界壁部５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１及び６２、並びに、他の境界壁部によって囲まれている。また、底板部６３は、仮想配線領域及び仮想周辺配線領域に対応するものである。さらに、仮想周辺配線領域の外縁に対応する部位には外縁壁部５２が設けられている。また、外縁壁部５２と境界壁部５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１及び６２、並びに、他の境界壁部は、底板部６３に対して同じ高さを有している。くわえて、コイルボビン５１は、図７に示すように、外縁壁部５２、並びに、境界壁部５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１及び６２などで囲まれていない開口している側に蓋部材５３が設けられる。したがって、コイルボビン５１に収納されたコイル５０は外部空間から遮蔽された状態となり、吸着用電磁石２０の周囲に付着した水滴や塵埃、或いは、雰囲気温度の変化によって発生した結露がコイル５０に付着することを確実に防止する。なお、コイルボビン５１又は蓋部材５３の任意の部位に、コイルワイヤの端部及びその近傍部分を外部に導出するための開口部又はスリット部が形成されるが、図９及び図１０では記載を省略している。

【0050】

さらに、吸着用電磁石２０の使用状態について説明する。吸着用電磁石２０は、前述のように、コイル５０への通電によって、磁極部材３０の先端面３０ｃ、及び、磁極部材３１の先端面３１ｃに被吸着物を吸着する。すなわち、図８に示すように、あらかじめ磁極部材３０の先端面３０ｃ、及び、磁極部材３１の先端面３１ｃを被吸着物の吸着面９１に接するようにして、又は、押し付けておく。前述のように、磁極部材３０の先端面３０ｃ、及び、磁極部材３１の先端面３１ｃ、並びに、他の磁極部材は被吸着物９０の吸着面９１に押し付けても、これらの磁極部材はスプリング支持部材４１側に後退可能であるので、被吸着物９０の吸着面９１の凹凸に応じて動く。すなわち、これらの磁極部材の全て、又は、大部分の先端面が被吸着物９０の吸着面９１に接した状態にすることが可能である。

【0051】

次に、コイル５０に通電すると、基盤部材４０、磁極部材３０の先端側部分３０ｂ、被吸着物９０、磁極部材３１の先端側部分３１ｂを経由して基盤部材４０に戻る磁束の流れが生成される。さらに、他の磁極部材においても、基盤部材４０、被吸着物９０、隣接する他の磁極部材を経由して基盤部材４０に戻る磁束の流れが生成される。これらの磁束の流れによって千鳥格子状に配置された３２本の磁極部材に分散された磁束の流れが生成され、被吸着物９０の広範囲の部分に磁束が流れる。また、被吸着物９０を吸着する作業を終えてコイル５０への通電を停止すると、磁極部材３０及び磁極部材３１、並びに、他の磁極部材は、スプリング３５及び３６、並びに、他のスプリングの弾発力によって、止め輪３７及び３８、並びに、他の止め輪が基盤部材４０に当接することまで摺動するので、これらの磁極部材を元の位置に復帰される操作は必要ない。

【0052】

以上のように、吸着用電磁石２０は、被吸着物９０の特定の部位に磁束の流れが集中せず、被吸着物９０の広範囲の部分に磁束の流れを分散することが実現できる。例えば、１２８本の磁極部材を備えた吸着用電磁石であれば、１本当たりの吊り下げ可能な加重が８００ｇであっても、１２８本の合計で１００ｋｇの被吸着物を吊り下げることが可能となる。したがって、被吸着物の肉厚がかなり薄い、つまり、磁気飽和によって流れる磁束量への制約が大きい場合であっても、被吸着物を容易に吊り下げられる。また、スプリング３５及び３６、並びに、他のスプリングによって、磁極部材３０及び磁極部材３１、並びに、他の磁極部材が付勢されるので、通電停止後に残留磁気によって元の位置に復帰しなくなることを防止できる。さらに、磁極部材３０及び磁極部材３１、並びに、他の磁極部材を自重によって復帰させる構成ではないので、吸着用電磁石２０の上に被吸着物９０を載置し、磁力によって被吸着物を保持するような用途にも利用できる。くわえて、止め輪３７及び３８、並びに、他の止め輪が基盤部材４０に当接したところで、磁極部材３０及び磁極部材３１、並びに、他の磁極部材の摺動が停止するので、これらの磁極部材の可動範囲を基盤部材４０によって設定できる。また、磁極部材３０及び磁極部材３１、並びに、他の磁極部材とコイル５０との間にスプリングを設けるための間隙を確保する必要がないので、これらの磁極部材とコイル５０とを必要最小限度の距離まで接近させることによって、生成される磁界強度を高めることができる。さらに、ガイド部材４３を設けることによって、コイルワイヤを配線する際に、配線の乱れを生じることを防止できる。

【0053】

また、吸着用電磁石２０を多数設けて、集合型の吸引電磁石とすることも可能である。図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石をユニットとして利用した集合型吸着用電磁石を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図１１において、７０は集合型吸着用電磁石、７１は貼付用シート、７２は電磁石群であり、その他の符号は図７と同じものを示す。また、図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る吸着用電磁石をユニットとして利用した集合型吸着用電磁石の使用状態図である。図１２において、９２は被吸着物、９３は吸着面であり、その他の符号は図１１と同じものを示す。なお、集合型吸着用電磁石の吊り下げに係る構成の記載は省略している。

【0054】

集合型吸着用電磁石７０は、図１１に示すように、吸着用電磁石２０を５行×５列のマトリックス状に配置した電磁石群７２を備えており、さらに、電磁石群７２を貼付用シート７１によって一体にしている。このように構成したことにより、図１２に示すように、非常に大型で、かつ、なだらかな吸着面９３を持つ被吸着物９２を吸着して吊り下げることが容易に実現できる。なお、電磁石群７２を一体にする手段は、例えばリング状のジョイントなど他の手段を用いてもよい。

【0055】

続けて、本発明の第２の実施の形態に係る吸着用電磁石について説明する。図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る吸着用電磁石の断面図である。図１３において、２１は吸着用電磁石、４８ａ及び４８ｂはネジ、８０は 基盤部材、８０ａ及び８０ｂは開口部、８０ｃはネジ穴、８０ｄは開口部、８１はスプリング支持部材、８１ａ及び８１ｂは開口部、８１ｃ及び８１ｄはネジ穴、８２は支柱部材、８２ａ及び８２ｂはネジ穴、８３はガイド部材、８３ａはネジ穴、８５及び８６はスプリングであり、その他の符号は図７と同じものを示す。

【0056】

本発明の第２の実施の形態に係る吸着用電磁石２１は、吸着用電磁石２０を薄型化したものである。すなわち、図１３に示すように、吸着用電磁石２１では、基盤部材８０とスプリング支持部材８１との距離を吸着用電磁石２０よりも近いものにしている。基盤部材８０は、開口部８０ａ、８０ｂ及び８０ｄ、ネジ穴８０ｃが形成されている。開口部８０ａ、８０ｂ及び開口部８０ｄには、吸着用電磁石２０と同様に、軸受４４及び４５、並びに、ガイド部材８３が圧入によって固定されている。ネジ穴８０ｃは、ネジ４８ｂをねじ込んで挿通するために形成されている。ネジ４８ｂは、先端部及びその近傍部分が支柱部材８２のネジ穴８２ａにねじ込まれている。また、スプリング支持部材８１には、開口部８１ａ及び８１ｂと、ネジ穴８１ｃ及び８１ｄとを形成している。開口部８１ａ及び８１ｂは、磁極部材３０及び磁極部材３１を挿通させて、基盤部材８０とスプリング支持部材８１とを接近させるために形成したものである。ネジ穴８１ｃ及び８１ｄは、ネジ４８ａ及びネジ４７をねじ込んで挿通するために形成されている。ネジ４８ａ及びネジ４７は、先端部及びその近傍部分が支柱部材８２のネジ穴８２ｂ、及び、ガイド部材８３のネジ穴８３ａにねじ込まれている。スプリング８５及び８６は、吸着用電磁石２０のものよりも短いものになっている。その他の構成は、吸着用電磁石２０と同じである。

【0057】

続けて、本発明の第３の実施の形態に係る吸着用電磁石について説明する。図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る吸着用電磁石の断面図である。図１４において、２２は吸着用電磁石、３９は磁極部材、３９ａは基端側部分、３９ｂは先端側部分、３９ｃは先端面、３９ｄはネジ穴、４７ａ及び４７ｂはネジ、４９はスプリング支持部材、４９ａは開口部、４９ｂ及び４９ｃはネジ穴であり、その他の符号は図７と同じものを示す。

【0058】

本発明の第３の実施の形態に係る吸着用電磁石２２は、吸着用電磁石２０の一部の磁極部材を固定磁極化したものである。すなわち、図１４に示すように、吸着用電磁石２２では、スプリング支持部材４９に開口部４９ａ、並びに、ネジ穴４９ｂ及び４９ｃを設けている。開口部４９ａ及びネジ穴４９ｂは吸着用電磁石２０のスプリング支持部材４１と同様のものであるが、ネジ穴４９ｃは磁極部材３９を固定するためのネジ４７ｂがねじ込まれている点で異なっている。すなわち、磁極部材３９においては、先端側部分３９ｂが磁極部材３１の先端側部分３１ｂと同じ長さだけ基盤部材４０から下方に突出しているが、基端側部分３９ａはスプリング支持部材４９に接しており、さらにネジ穴３９ｄが形成されている。ネジ穴３９ｄには、スプリング支持部材４９のネジ穴４９ｃを介してネジ４７ｂがねじ込まれている。したがって、例えば、被吸着物が全て同じ形状で、同じ向きに置かれている場合など、磁極部材３９の先端面３９ｃに当接する部位が常に同じ高さであるときに有用な構成である。なお、ネジ４７ｂは、ネジ４７ａと同じ形状及び大きさである。また、基盤部材４０の開口部４０ｂには軸受けは設けていない。その他の構成は、吸着用電磁石２０と同じである。

【0059】

以上のように、吸着用電磁石２１及び吸着用電磁石２２は吸着用電磁石２０と大半の構成品が共通しているが、吸着用電磁石２１は吸着用電磁石２０よりも薄型化しており、吸着用電磁石２２は部品点数が削減された構成となっている。このように、本発明の実施の形態に係る吸着用電磁石は、構成が比較的簡素な上に、用途に応じて構成を適宜変更できるという利点もある。

【0060】

本発明は以上に説明した内容に限定されるものではなく、例えば、本発明の第３の実施の形態に係る吸着用電磁石２２において、磁極部材をすべて固定磁極にするなど、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々の構成にすることが可能である。

【符号の説明】

【0061】

１０ 磁極部材
１１ コイルワイヤ
１２ コイルワイヤ
１３ コイルワイヤ
１４ 仮想設置領域
１５ 仮想配線領域
１６ 仮想周辺配線領域
１９ 接続部
２０ 吸着用電磁石
２１ 吸着用電磁石
２２ 吸着用電磁石
２５ 行方向配線部
２６ 列方向配線部
３０ 可動磁極
３０ａ 基端側部分
３０ｂ 先端側部分
３０ｃ 先端面
３０ｄ 環状溝
３１ 磁極部材
３１ａ 基端側部分
３１ｂ 先端側部分
３１ｃ 先端面
３１ｄ 環状溝
３５ スプリング
３６ スプリング
３７ 止め輪
３８ 止め輪
３９ 磁極部材
３９ａ 基端側部分
３９ｂ 先端側部分
３９ｃ 先端面
３９ｄ ネジ穴
４０ 基盤部材
４０ａ 開口部
４０ｂ 開口部
４０ｃ 開口部
４０ｄ 開口部
４１ スプリング支持部材
４１ａ 開口部
４１ｂ 開口部
４２ 支柱部材
４２ａ 貫通孔
４３ ガイド部材
４３ａ ネジ穴
４４ 軸受
４５ 軸受
４６ａ ボルト
４６ｂ ボルト
４７ ネジ
４７ａ ネジ
４７ｂ ネジ
４８ａ ネジ
４８ｂ ネジ
４９ スプリング支持部材
４９ａ 開口部
４９ｂ ネジ穴
４９ｃ ネジ穴
５０ コイル
５１ コイルボビン
５２ 外縁壁部
５３ 蓋部材
５４ 境界壁部
５５ 境界壁部
５６ 境界壁部
５７ 境界壁部
５８ 境界壁部
５９ 境界壁部
６０ 境界壁部
６１ 境界壁部
６２ 境界壁部
６３ 底板部
６５ 開口部
７０ 集合型吸着用電磁石
７１ 貼付用シート
７２ 電磁石群
８０ 基盤部材
８０ａ 開口部
８０ｂ 開口部
８０ｃ ネジ穴
８０ｄ 開口部
８１ スプリング支持部材
８１ａ 開口部
８１ｂ 開口部
８１ｃ ネジ穴
８１ｄ ネジ穴
８２ 支柱部材
８２ａ ネジ穴
８２ｂ ネジ穴
８３ ガイド部材
８３ａ ネジ穴
８５ スプリング
８６ スプリング
９０ 被吸着物
９１ 吸着面
９２ 被吸着物
９３ 吸着面
１００ 吊り上げ電磁石
１１０ 鉄心
１１１ 磁極
１１２ 内極
１１３ａ 外極
１１３ｂ 外極
１１４ａ 可動磁極
１１４ｂ 可動磁極
１１５ａ 基部
１１５ｂ 基部
１１６ａ 外枠
１１６ｂ 外枠
１１７ａ 支持具
１１７ｂ 支持具
１１８ａ 外部鉄心
１１８ｂ 外部鉄心
Ｇｃ１ 可動磁極体
Ｇｃｎ 可動磁極体
Ｇｄ１ 可動磁極体
Ｇｄｎ 可動磁極体
Ｇｃ１‘ 可動磁極体
Ｇｃｎ‘ 可動磁極体
Ｇｄ１‘ 可動磁極体
Ｇｄｎ‘ 可動磁極体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】