Brevet FR2584765A1 — publié le 19870116

"Dispositif de fermeture magnétique" L'invention concerne un dispositif de fermeture magnétique utilisant un aimant permanent réalisé dans une poudre magnétique dure de ferrite, d'alnico, de terre rare, ou autres, solidifiée avec une résine synthéti- que puis magnétisée. Plus précisément, l'invention concerne un perfectionnement d'un dispositif de fermeture magnétique constitué par un aimant permanent muni de plaques magné- tiques à l'endroit de ses pôles magnétiques. Dans le cas d'un dispositif de fermeture magnétique, il faut faire converger le flux magnétique d'un aimant permanent de petite taille, à l'endroit de chacun des pôles magnétiques, pour obtenir une force magnétique plus intense. Dans ce but, une plaque de pôle magnétique est fixée sur chaque pôle magnétique. Etant donné que, pour des raisons économiques, on utilise des aimants agglomérés le moins cher possible tels que des aimants de ferrite et d'ainico, pour réaliser les fermetures magnétiques, ces aimants risquent de se briser et il était jusqu'ici nécessaire de protéger leur surface périphérique par un boîtier métallique. Selon l'invention, le dispositif de ferme- ture magnétique est réalisé dans un matériau magnétique solidifié avec une résine synthétique, le matériau magné- tique lui-même étant muni d'une plaque de pôle magnétique. En d'autres termes, le dispositif de fermeture selon l'invention peut être réalisé sous une forme plus compacte et plus économique tout en fournissant une force magnéti- que plus importante car il ne nécessite plus de bottier pour fixer une plaque polaire ou pour protéger l'aimant permanent. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de fermeture magnétique comprenant un aimant permanent muni d'un trou allant d'un pôle magnétique à l'autre pôle magnétique, une plaque magnétique polaire prévue à l'endroit du pôle, une plaque magnétique polaire montée de manière amovible sur le pôle et des projections et/ou prévues sur la plaque magnétique et/ou, les projections étant mutuellement attirées l'une vers l'autre, ou l'une d'entre elles étant attirée respectivement par la plaque magnétique polaire correspondante, à l'intérieur du trou, dispositif de fermeture magnétiquecaractérisé en ce que l'aimant permanent est réalisé dans une résine synthétique contenant une poudre magnétique dure, et en ce que la plaque magnétique polaire est fixée d'une seule pièce avec l'aimant permanent (par l'aimant lui-même). Différents perfectionnements ont été apportés aux dispositifs de fermeture magnétique utilisant la force magnétique d'un aimant permanent. Morita a tenté de construire un dispositif de fermeture magnétique utili- sant la force magnétique d'un aimant permanent 100. Des plaques magnétiques polaires 101 et 102 sont fixées aux p8les N et S de l'aimant 100 pour faire converger le flux magnétique de celui-ci à l'endroit des plaques polaires 101 et 102, de manière à obtenir le contact entre les projections ferromagnétiques 10la et 102a des plaques polaires respectives 101 et 102. Les perfectionnements proposés par Morita ont été publiés dans la Demande de Brevet Français N 79 27 976. Le mérite le plus remarquable du perfection- nement de Morita vient de ce qu'un trou lOQa est dirigé sers les p8les NS de l'aimant 100, de façon que la plaque magnétique polaire 101 de l'élément de fermeture femelle B, et la plaque magnétique polaire 102 de l'élément de fermeture mâle A, à l'endroit des pôles respectifs N-S, viennent en contact avec les projections 10la et 102a dans le trou 100a. Par suite, les plaques 101 et 102 font converger le flux magnétique de l'aimant permanent 100 à l'endroit des pôles N-S. En même temps, un passage est réalisé à travers le trou 100a considéré comme magnétique- ment neutre. Le passage compris entre les deux pôles présente une moins grande réluctance magnétique. En amenant en contact l'élément mâle A et l'élément femelle B de la fer- meture magnétique dans le passage magnétique du trou 100a, ces deux éléments sont fortement attirés l'un vers l'autre. L'invention est un prolongement de l'inven- tion de Morita. La fermeture magnétique selon l'invention est réalisée à partir d'une résine synthétique à magnéti- sation permanente, et se caractérise en ce que les éléments de fermeture mâle et femelle sont réalisés de façon qu'un passage de moins grande réluctance magnétique (pour empêcher la force magnétique de fuir à l'extérieur) soit prévu dans le trou 100a de l'aimant permanent 100, et qu'on puisse efficacement faire converger le flux magnétique de l'aimant 100. Dans le dispositif de fermeture magnétique selon l'invention Morita du brevet français N 79 27 976, il était nécessaire d'utiliser un bottier 103 pour fixer une plaque magnétique polaire 101 comme indiqué sur la figure 30, car l'aimant permanent utilisé dans le dispositif de fermeture était un aimant aggloméré dur et cassant tel qu'un aimant de ferrite. Le bottier 103 était également utilisé pour protéger l'aimant 100 contre des ruptures éventuelles. L'utilisation du bottier 103 pour protéger l'aimant 100 ou pour fixer la plaque 101 présente un certain nombre d'inconvénients. L'un de ces inconvénients est que lorsque la plaque magnétique polaire 101 est fixée sur le pale magnétique de l'aimant 100 par l'intermédiaire de la botte 103, un petit interstice X est formé entre la plaque 101 et l'aimant 100, cet interstice X constituant une zone à grande réluctance dans le passage de l'induction magnétique. La plaque polaire 102 de l'élément de ferme- ture mâle A destinée à être attirée par l'élément de fermeture femelle B, est en fait attirée par le pale magné- tique de l'aimant 100 par l'intermédiaire du bottier 103. Par suite, on rencontre là encore un interstice X' à grande réluctance magnétique. Il n'est cependant pas possible de se passer de l'utilisation du bottier 103 dans les fermetures magnétiques classiques. Dans l'invention de Morita, en particulier, comme le bottier 103 forme un passage de communication magnétique entre les plaques magnétiques polaires 101 et 102, et comme le bottier 103 est réalisé dans un matériau non magnétique pour éviter que le flux magnétique s'échappe à l'extérieur des projections lOla et 102a (ou du bottier 103), il n'est pas possible d'éviter la formation de l'interstice X' à grande réluctance magnéti- que. L'invention sera décrire en détails en se référant aux dessins cijoints dans lesquels: - les figures 1 à 16 représentent des vues en coupe d'un premier groupe de réalisations perfec- tionnées selon l'invention de Morita; - les figures 17 et 16 représentent un second groupe de formes de réalisation selon l'invention de Morita; les figures 19 et 20 représentent un troisième groupe de formes de réalisation selon l'invention de Morita; - les figures 21 à 23 représentent les formes de réalisation du premier sous-groupe d'un autre groupe de formes de réalisation; - les figures 24 à 26 représentent le second sous-groupe du groupe de formes de réalisation ci- dessus; - les figures 27 à 29 représentent le troisième sous-groupe du groupe de formes de réalisation ci-dessus; et - la figure 30 représente une vue en coupe de l'une des inventions de Morita. L'aimant permanent 1 représenté sur les figures 1 à 29 est du type généralement connu sous le nom d'aimant plastique. Bien qu'il ne soit pas nécessairement adéquat, ce terme sera cependant utilisé pour faciliter l'explication. L'aimant plastique est réalisé dans une poudre magnétique dure t-t telle qu'une poudre de ferrite, d'alnico ou de métaux de terres rares, mélangée à une résine synthétique m représentant environ 90 % du poids, puis chauffée et moulée avant magnétisation. Les résines synthétiques pouvant être utilisées dans l'invention sont de préférence constituées par des polyamides tels que le iylon#66 ou le polyester. D'autres types de résines peuvent aussi bien être utilisés. Bien qu'on puisse emboutir un disque dans un matériau magnétique sous forme de feuille, pour obtenir l'aimant permanent 1, il est préférable de mouler le matériau dans une forme pour obtenir un aiment de dimensions précises, ou pour pouvoir fixer une plaque polaire comme iniqué ci- après, ou pour former une couche pelliculaire sur la surface. L'aimant permanent I ainsi formé est réalisé dans une poudre magnétique dure t-t liée par une résine synthétique m. Une couche pelliculaire m' ou une couche de résine synthétique est formée sur la surface. La structure ci-dessus montre que la poudre t-t de l'aimant permanent 1 est liée organiquement par la résine synthétique, et que la couche pelliculaire m' conservant l'élasticité, est formée sur la surface. Ainsi, l'aimant 1 est avantageusement résistant contre les chocs tout en conservant une capacité magnétique de niveau raisonnable. Plus particulièrement, l'aimant permanent 1 est réalisé par moulage, comme indiqué sur la figure 1, avec la plaque ferromagnétique polaire 2 incorporée à l'un des p6les a au moment du moulage. Un trou la est percé au centre.de cette plaque entre les pôles N et S. Une projection 2a de la plaque 2 est prévue pour atteindre le point milieu du trou la suivant sa hauteur. La construction ci-dessus constitue l'élément de fermeture femelle repéré par la lettre B sur les dessins. L'élément de fermeture mâle A comprend une plaque ferromagnétique polaire 3 destinée à être attirée par l'autre pôle b de l'aimant 1, et une projection 3a destinée à faire saillie sur la plaque polaire 3 pour venir en contact avec la projection 2a au point milieu du trou la suivant sa hauteur. Dans la fermeture magnétique de construc- tion ci-dessus, le flux magnétique de l'aimant 1 converge sur la plaque 2 versl'un des pôles a ainsi que sur la plaque 3 vers l'autre pôle b. Du fait de la faible réluctance magnétique des projections de même épaisseur 2a et 3a des plaques 2 et 3, le flux magnétique est induit dans ces pièces pour former un circuit reliant l'aimant 1, la plaque 2, la projection 2a, la projection 3a, la plaque 3, et l'aimant 1. Lorsque l'aimant 1 et la plaque 2 sont complètement en contact l'un avec l'autre, il n'existe pas d'entrefer magnétique entre les deux. Il n'existe pas non plus d'entrefer entre la plaque 3 et l'aimant 1 (comme c'était le cas avec le bottier non magnétique classique), de sorte qu'aucune réluctance magnétique n'apparaît dans le circuit. Dans la construction du circuit magnétique indiqué ci-dessus, on peut rendre plus petite, selon l'invention, la surface de contact entre les projections 2a et 3b. En d'autres termes, en arrondissant le bord périphérique supérieur des projections 2a et 3a avec un rayon de courbure R. on peut réduire la surface de contact entre les deux. Cela est très efficace pour augmenter l'intensité du flux magnétique par surface de contact unitaire, en augmentant ainsi la force d'attraction. Une autre caractéristique de l'invention est liée au fait qu'une couche de plaque ú est prévue sur l'aimant 1 pour protéger la couche pelliculaire m'. Cela sert à augmenter la résistance aux chocs et la résistance à l'usure. De plus, la couche pelliculaire m' est indispensable pour former la couche de plaque-z. Plus précisément, si la couche de poudre magnétique dure t-t- était exposée sur la surface, sans la couche pelliculaire m', la solution de placage pénétrerait à l'intérieur, ce qui rendrait difficile la formation d'un revêtement uniforme sur la surface. De plus, la soultion de placage pénétrant à l'intérieur pourrait ultérieurement attaquer le revêtement plaqué. Les dispositifs de fermeture représentés sur les figures 4 à 16 constituent des formes de réali- sation de l'invention comme indiqué ci-dessus. Sur la figure 4, les plaques 2 et 3 sont formées d'une seule pièce avec les projections respectives 2a et 3a, au moyen d'une presse. De plus, des projections très minces 2b et 3b sont également prévues pour obtenir un engagement solide. Les projections 2b et 3b sont introduites et pressées dans le petit trou 4a formé dans un pied 4 en forme de U. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 5, les plaques 2 et 3 sont formées séparé- ment des projections 2a et 3a. De petits crampons 2b' et 3b' formés respectivement sur les projections 2a et 3a, sont introduits et pressés dans de petits trous 2c et 3c des plaques 2 et 3, et dans un petit trou 4a du pied 4 pour obtenir l'engagement. Sur la figure 6, la plaque 2 est noyée dans l'aimant permanent I à l'endroit du pôle a. Cela empêche la plaque 2 de glisser hors de l'aimant. Sur la figure 7, le trou la de l'aimant n'est pas un trou de passage s'étendant entre les pôles a et b. Au contraire, la plaque 2 est fixée au pied 4 par un petit crampon 2b' de la projection 2a, ce crampon pénétrant dans un très petit trou de passage la' prévu dans le trou la de l'aimant 1. Sur la figure 8, le plan du pôle magnétique b de l'aimant 1 est déformé de manière à être concave dans la direction du trou la, tandis que la plaque 3 est déformée de manière à être convexe. Cela facilite le glissement de la projection 3a dans le trou la, et la formation d'un placage uniforme sur la surface concave. La figure 9 représente une manière diffé- rente d'attacher l'élément de fermeture mâle A et l'élément de fermeture femelle B à un sac à main ou autre, sans utiliser le pied 4. Des éléments de tige 2d et 3d sont formés respectivement sur les plaques 2 et 3. Ces éléments de tige 2d et 3d sont destinés à être introduits dans un trou formé dans le matériau du sac à main ou autre, puis à être pressés comme dans le cas d'un oeillet. Les éléments de tige 2d et 3d représentés sur la figure 10 font saillie respectivement par leurs extrémités pointues 2e et 3e, de manière à être introduits dans la fente d'une rondelle préparée séparément. Les points 2e et 3e peuvent se présenter sous la forme d'un boulon ou d'une vis a bois. Sur les figures 11 et 12, les plaques 2 et 3 'sont formées séparément des projections 2a et 3a. La partie de tige mince des projections 2a et 3a forme les vis à bois respectives 2f et 3f, et les boulons 2g et 3g. Sur la figure 13, des moyens de matage tubulaires 5 comportent des colliers 5a se fixant chacun aux plaques 2 et 3 par moulage ou par soudure. Sur la figure 14, une rondelle 6a vient glisser sur des moyens de presse 6 de construction analogue. De petits crampons 2b' et 3b' des projections 2a et 3a sont introduits dans le trou de la rondelle 6a pour engagement à la presse. Sur la figure 15, un certain nombre de trous la-la sont prévus sur l'aimant permanent 1. En atta- chant une chaîne 7 à l'élément de fermeture mâle A, on peut utiliser la construction en porte-clefs ou autre. Une bande adhésive 8 prévue sur l'élément de fermeture B permet de fixer la fermeture sur n'importe quelle surface. La forme de réalisation de l'invention représentée sur la figure 16 ne comporte qu'un seul trou la sur l'aimant permanent 1, pour s'accrocher à la chaîne 7. Cette fermeture peut être utilisée pour des colliers, des bracelets et des ceintures. La plaque magnétique polaire 3 de l'élément de fermeture mâle A est courbée pour former une partie 3h, de façon que les chaînes 8,8 des deux éléments mâle et femelle soient parfaitement ali- gnés. A l'inverse des fermetures représentées sur les figures 1 à 16, la forme de réalisation représen- tée sur les figures 17 et 18 ne comporte pas de projection 2a sur la plaque magnétique polaire 2. La projection 3a de la plaque 3 est donc prévue plus longue pour venir directement en contact avec la plaque 2. L'aimant permanent 1 du dispositif de fermeture peut êtrre réalisé sous une forme mince ne dépassant pas 2,5 mm, sans nuire à la sécurité de fixation de la projection 3a dans le trou la. Le dispositif de fermeture peut ainsi être réalisé sous for- me plus compacte. Le dispositif de fermeture représenté sur les figures 19 et 20 comporte une projection 2a allant jusqu'à l'embouchure du trou la. La plaque magné- tique polaire 3 ne comporte pas de projection. Comme le flux magnétique converge au sommet de la projection 2a, on empêche avantageusement l'induction du flux magnétique vers l'extérieur. Un autre avantage de cette forme de réalisation est que comme il n'existe pas de projection 3a sur l'élément de fermeture mâle A, le pôle magnétique b est protégé contre les rayures. Le bord périphérique de la plaque magnétique 3 est courbé pour former un collier 31, de façon que la plaque 3 ne se déplace pas par rapport au pôle magnétique b. Les formes de réalisation représentées sur les figures 21 à 30 appartiennent à la seconde invention. Le but de la seconde invention est de créer - un bord relevé lb sur le pourtour de l'aimant permanent 1, de manière à entourer le pôle b. Le bord relevé lb peut être formé facilement car I'aimant permanent 1 est en plastique. Le bord relevé lb présente les fonctions ci- après du fait de son flux magnétique et de sa configuration. Tout d'abord, comme l'aimant 1 lui-même est en matériau fortement réluctant, comparativement à une plaque ferroma- gnétique, le flux magnétique est produit entre les pêles a et b et le flux magnétique sur le bord extrême devient extrêmement faible. Cela peut se comprendre du fait qu'on mesure une induction d'environ 500 Gauss à l'endroit du bord extrême, lorsque l'induction entre les pales a et b d'un aimant permanent I présentant une épaisseur de 4 mm et un bord relevé de 1 mm de hauteur, est de 1200 Gauss. Par suite, une carte magnétique de crédit ou autre ne risque pas de venir en contact direct avec le pôle magnétique, et ne peut donc être détruite même si elle vient en contact avec le bord relevé lb. De plus, comme le bord relevé lb entoure le pôle b sous la forme d'un anneau, les cartes de crédit ou autres ne peuvent venir en contact direct avec le pôle b. Le relevé lb maintient également en place la place mangétique polaire 3 de l'élément de fermeture mâle A. Cela empêche non seulement le déplacement latéral de la plaque magnétique 3, mais réduit également avantageu- sement l'intervalle entre les éléments mâle et femelle lorsqu'ils sont engagés magnétiquement. De plus, comme le flux magnétique dans le bord relevé lb est induit dans la direction de la plaque magnétique polaire 3 à l'endroit o la réluctance magnétique est la plus faible, lorsque les éléments de fermeture mâle et femelle sont attirés l'un vers l'autre, le flux magnétique ne peut s'échapper vers l'extérieur mais converge sur les projections 2a et 3a. On remarquera que le bord périphérique de l'aimant 1 peut être relevé de façon continue pour donner au bord extrême la forme d'un anneau continu, ou peut être crénelé. Les moyens de fermeture représentés sur les figures 24 à 26 constituent une autre forme de réalisation de la seconde invention. Une plaque d'écran ferromagnétique 9 est moulée sur l'aimant permanent 1 à l'endroit du pôle b. Le bord relevé lb vient au-dessus de la plaque d'écran 9. Par suite, le flux magnétique du pôle magnétique b converge sur la plaque d'écran 9, tandis qu'en même temps, le flux magnétique du bord lb est également attiré par la plaque, ce qui évite toute fuite de force magnétique. L'amplitude de l'induction magnétique mesurée à l'endroit du bord lb est d'environ 350 Gauss(dans les conditions indiquées ci-dessus). Ainsi la partie d'enregistrement magnétique d'une carte de crédit ou autre se trouve encore mieux protégée contre les risques de détériorations. Les dispositifs de fermeture représentés sur les figures 27 à 29 constituent un perfectionnement de la forme de réalisation ci-dessus. La plaque d'écran 9 est légèrement noyée dans l'aimant permanent 1. La cons- truction permet la formation d'une couche le à haute réluctance magnétique sur l'aimant permanent 1. On fait converger le flux magnétique de l'aimant 1 sur la plaque d'écran 9 pour former le champ magnétique du pôle b, de sorte que la valeur de l'induction magnétique sur la surface supérieure de la couche lc tend à être d'environ 350 Gauss (dans les conditions ci-dessus). Cependant, comme le flux magnétique passant à travers les plaques 2 et 3 des éléments de fermeture mâle et femelle pour converger sur les projections 2a et 2b, traverse ces projections 2a et 3a par l'intermédiaire de la plaque d'écran 9, l'attraction ne diminue pas. Ainsi, même si des cartes magnétiques telles que des cartes de crédit viennent en contact direct avec la surface de l'aimant permanent 1, les données magnéti- - ques enregistrées sur la carte ne risquent pas d'être détruites. La seconde invention représenteesur les figures 21 à 29 peut être modifiée de différentes manières, comme la première invention représentée sur les figures précédentes. Par exemple, les projections 2a et 3a peuvent être prévues sur l'un ou l'autre des éléments de fermeture mâle et femelle, ou peuvent être formées séparément ou d'une seule pièce avec les plaques magnétiques 2 et 3. L'explication n'est pas reprise ici pour éviter des répéti- tions. z584765 R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Dispositif de fermeture magnétique comprenant un aimant permanent(l) muni d'un trou (la) allant d'un pôle magnétique a à l'autre pôle magnétique b, une plaque magnétique polaire 2) prévue à l'endroit du pôle a, une plaque magnétique polaire) montée de manière amovible sur le pôle b et des projections (2a) et/ou (3a prévues sur.la plaque magnétique(2 et/ou 3), les projec- tions(2a)et(3a)tant mutuellement attirées l'une vers l'autre, ou l'une d'entre elles étant attirée respective- ment par la plaque magnétique polaire correspondante(2) ou () à l'intérieur du trou (La dispositif de fermeture caractérisé en ce que l'aimant permanent(l)est réalisé dans une résine synthétique contenant une poudre magnétique dure, et en ce que la plaque magnétique polaire(2) est fixée d'une seule pièce avec l'aimant permanent (l)(par l'aimant (1) lui-même). 2 ) Dispositif de fermeture magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un bord relevé(lb) est prévu autour du pôle magnétique b de l'aimant permanent (1) de façon que le pôle magnétique (3) puisse être attiré par la surface du pôle b situé à l'intérieur du bord extême (lb). 3 ) Dispositif de fermeture magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une plaque d'écran (9) est fixée au pôle magnétique b de l'aimant permanent (1), au moyen du bord relevé (lb). ) Dispositif de fermeture magnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque d'écran (9) est noyée et fixée dans une couche (le) l'endroit du pôle b de l'aimant permanent (1).