(57)【要約】  本発明は、磁場を作り出す第１の永久磁石（２４）と、把持されるべき物体に磁束を導くよう配置されるシェル（１９，４７）及び中心部（２２）とを含む、磁石（１，８）に関する。磁石（１，８）は、シェル（１９，４７）及び中心部（２２）に対して移動可能であるよう配置され且つ第１の永久磁石（２４）を含むスライド（３０）と、スライドを移動させる電磁石（２９）とを更に含む。本発明は、取付装置（１０）や、取付構成や、物体に取り付ける方法にも関する。
2014518018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を作り出す第１の永久磁石と、
把持されるべき物体に磁束を導くよう配置されるシェル及び中心部と、
該シェル及び該中心部に対して移動可能であるよう配置され且つ前記第１の永久磁石を含むスライドと、
該スライドを移動させる電磁石とを含むことを特徴とする、
磁石。
【請求項２】
前記スライドは、第１のスライド部分と、第２のスライド部分とを含み、前記第１のスライド部分と前記第２のスライド部分との間に、前記第１の永久磁石が取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の磁石。
【請求項３】
前記磁石の保持位置において、前記第１の部分が前記シェルと接触し、前記第２の部分が前記中心部と接触するように、前記スライドは移動可能であるよう配置されることを特徴とする、請求項２に記載の磁石。
【請求項４】
前記電磁石のコイルが少なくとも部分的に前記中心部の周りに配置されることを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項５】
前記中心部は、第２の永久磁石を含み、該第２の永久磁石は、前記第１及び第２の永久磁石の異なる名称で呼ぶ極が互いに反対であるように配置されることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項６】
当該磁石は、少なくとも１つのバネを含み、前記電磁石によって生成される磁場の故に、前記第１の永久磁石によって生成される磁束が十分に弱まるとき、該バネは、前記スライドを前記シェル及び前記中心部から物理的に切り離すよう配置されることを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項７】
当該磁石は、少なくとも１つの滑動スリーブを含み、該少なくとも１つの滑動スリーブは、前記スライドの動作を制御するよう構成されることを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項８】
前記電磁石の前記コイルの内側にあることが意図される前記スライドの部分が、狭窄された形状を有することを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項９】
前記把持されるべき物体と接触することが意図される前記シェルの縁部は面取りされてより薄いことを特徴とする、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項１０】
当該磁石は、前記電磁石によって生成される磁場を制御するための制御手段を含むことを特徴とする、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項１１】
前記制御手段は、電池のような電力源と、前記電磁石の機能を制御するために、電流を前記電力源から前記電磁石に制御された方法で導くための手段とを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の磁石。
【請求項１２】
当該磁石は、前記制御手段の制御信号を受信する無線受信器を含むことを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の磁石。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の少なくとも１つの磁石であって、保持力を生成するよう配置される少なくとも１つの磁石と、
該磁石によって生成される前記保持力を制御するための制御手段とを含むことを特徴とする、
取付装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記磁石の前記電磁石によって生成される磁場を制御するよう配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の取付装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記磁石が別個に制御可能であるように構成されることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の取付装置。
【請求項１６】
取付装置であって、
当該取付装置の第１の端部にある第１の磁石であって、当該取付装置を作業ベース、他の取付装置、又は作業されるべき物体に取り付けるための第１の保持力を生成するよう構成される第１の磁石と、
当該取付装置の第２の端部にある第２の磁石であって、当該取付装置を前記作業ベース、他の取付装置、又は前記作業されるべき物体に取り付けるための第２の保持力を生成するよう構成される第２の磁石と、
前記第１及び第２の磁石によって生成される保持力を制御する制御手段とを含み、
前記第１の磁石及び／又は前記第２の磁石は、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の磁石であることを特徴とする、
取付装置。
【請求項１７】
請求項１３乃至１５のうちのいずれか１項に記載の少なくとも１つの取付装置と、
前記取付装置の前記磁石のための制御信号を生成するための制御ユニットと、
前記制御信号を前記取付装置の前記制御手段に送信するためのデータ移転装置とを含むことを特徴とする、
取付構成。
【請求項１８】
物体を取り付ける方法であって、
磁石によって生成される保持力を用いて請求項１３乃至１５のうちのいずれか１項に記載の取付装置を物体に取り付けることを含む、
方法。
【請求項１９】
磁束の回路を開閉するために、即ち、保持位置と開放位置との間の磁石の状態を変更するために、スライドをシェル及び中心部に対して移動させること、
前記磁束の前記回路が閉じられるときに、即ち、前記磁石が前記保持位置にあるときに、前記第１の永久磁石の磁場を用いて前記スライドを前記シェル及び前記中心部に関して保持すること、及び
前記磁石の状態を前記開放位置に変更させるために、前記電磁石で磁場を生成することによって、必要なときに、前記第１の永久磁石によってもたらされる前記磁束を少なくとも部分的に切ることによって特徴付けられる、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つのバネで力を生成し、前記第１の永久磁石によって生成される磁束が前記電磁石によって生成される磁場の故に十分に弱められるとき、その力は前記スライドを前記シェル及び前記中心部から機械的に切り離すよう努めることによって特徴付けられる、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記磁石の残部に対する前記スライドの動作をセンサで監視し、前記磁石が前記保持位置にあるときに動作が検出されるならば、前記電磁石コイルにより多くの電流をもたらすことによって前記磁石の前記保持力を増大させることによって特徴付けられる、請求項１８乃至２０のうちのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、以下に提示する独立項の前文に従った磁石及び物体に取り付ける方法に関する。更に、本発明は、例えば、作業対象物体又は作業ベースのような物体を掴み得る、取付装置及び取付構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体を持ち上げて移動させることを意図する装置は磁石を使用するのが一般的であり、磁石の保持力を用いて物体を掴む。装置は永久磁石又は電磁石のいずれかであり得る１つ又は幾つかの磁石を使用する。永久磁石の問題は保持力を調節し得ないことであり、磁石を物体から切り離すのは困難である。電磁石のコイルを通じて進む電流を変化させることによって、円磁石の保持力を調節し得る。しかしながら、電磁石の課題は、保持力を維持することが電気エネルギを消費することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、とりわけ、従来技術に現れる上述の課題を低減させ、或いは解消しさえすることである。
【０００４】
本発明の目的は、物体を掴み且つ物体を切り離すために容易且つ迅速に使用し得る磁石、取付装置、取付構成、及び方法を提供することである。更に、本発明の目的は、可能な限り少ない電気エネルギを消費する磁石、取付装置、取付構成、及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の不利点を低減させ或いは完全に解消し得る。上記に定める目的は、以下に更に提示する独立項の特徴部分に定められるものを特徴とする本発明を用いて達成される。本発明に従った幾つかの好適実施態様は、以下に更に提示する独立項中に記載される。
【０００６】
この本文中に述べる実施態様及び利点は、適用可能であるときには、常に特別に述べないとしても、磁石、取付装置、取付構成、方法、及び本発明に従った本発明の他の目的に適用可能である。
【０００７】
本発明に従った典型的な磁石は、磁場を作り出す第１の永久磁石と、把持されるべき物体（把持対象の物体）に磁束を導くよう配置されるシェル及び中心部とを含む。本発明に従った典型的な磁石は、スライドを含み、スライドは、シェル及び中心部に対して移動可能であるよう配置され、第１の永久磁石を含む。本発明に従った典型的な磁石は、スライドを移動させる電磁石を更に含む。
【０００８】
本発明に従った磁石において、スライドは、磁束の回路を開閉するために、保持位置と開放位置との間で磁石の残部に対して移動可能であるよう配置される。スライドは、電磁石でもたらされる磁場を用いてシェル及び中心部に対して移動させられる。
【０００９】
保持位置において、スライドは、永久磁石力でシェル及び中心部と接触したままであり、磁石の内側にある磁束の閉塞回路の一部を維持する。典型的には、例えば、作業されるべき物体又は作業ベースのような、磁石に取り付けられるべき物体は、磁石の外側にある磁束の閉塞回路の一部を形成する。把持対象の物体と接触することが意図されるシェル及び中心部の部分は、磁石の異なった名称で呼ぶ極を形成する。中心部はシェルによって境界付けられる領域の内側に配置されるのが典型的である。電磁石のコイルは中心部の周りに配置され且つシェルに取り付けられるのが典型的である。シェルは円筒形の貫通孔を含み、中心部及び電磁石が貫通孔の内側に配置されるのが有利である。
【００１０】
電流が特定の方向において電磁石のコイルに導かれるときに電磁石によって生成される磁場は、永久磁石の磁場を弱める。特定の強さの磁場で、スライドはシェル及び中心部から分離し、それによって、磁場の閉塞回路が壊れ、磁力は弱まり、磁石のスイッチが切られる、即ち、磁石の保持がオフになる。同時に、磁石の保持は磁石の両方の極から分離する。
【００１１】
保持が切り離されるときと反対の方向において電流が電磁石のコイル内に導かれるよう、磁石の保持はスイッチオフされる。よって、電流はコイルの方向において案内され、それは永久磁石の磁場を強める。今やコイルの磁場はスライドをコイルに向かって引っ張り始める。最終的に、力が十分に増大させられると、磁石の内側の磁束の閉塞回路は再び閉塞される。物体（磁石はそれを掴むために使用される）は磁石の外側の回路を閉塞する。磁束の回路が閉塞されるときに電流が依然として増大させられるならば、保持力を幾重にさえも増大させ得る。可動スライドと関係する永久磁石部分は、例えば、ネオジム磁石材料であり得る。この本文では、ネオジム磁石内の１つの成分に従って、ネオジム磁石材料をネオジムという短い名称で呼ぶ。
【００１２】
保持力を生成する磁場を永久磁石のみ又は永久磁石及び電磁石の両方のいずれかでもたらし得る。電流が電磁石のコイルを通じて送られるとき、電流がどの方向においてコイル内に送られるかに依存して、保持力は永久磁石によって生成される磁場を打ち消すか或いは強める。永久磁石及び電磁石の磁場は、そのように既知の方法において、互いの効果を打ち消すように設定され或いは互いに強めるように設定され得る。換言すれば、保持力をもたらすために、必要であれば電磁石の磁場を用いて及び／又は機械的に弱められ或いは強められる永久磁石の磁場を使用し得る。よって、電流の量を制御することによって、磁石の保持力を所望に選択し得る。電流をオフにすることによって、保持力はなくならず、磁石は保持し続ける。取付装置の内が腕お磁性回路を変更することによって或いは永久磁石によって生成される磁場を電磁石で弱めることによって、磁性ファスナの保持力の弱化を機械的に実現し得る。
【００１３】
本発明に従った磁石の利点は、磁石の状態を開放位置から閉塞位置に又はその逆に変更するためだけに電気エネルギが必要とされることである。換言すれば、磁石が保持位置又は開放位置にあるとき、磁石は電気エネルギを必要としない。
【００１４】
本発明の実施態様において、スライドは第１のスライド部分及び第２のスライド部分を含み、第１のスライド部分と第２のスライド部分との間に第１の永久磁石が取り付けられる。スライド部品は、永久磁石の異なる名称で呼ぶ極との関係において取り付けられる。第１の永久磁石、第１のスライド部分、及び第２のスライド部分は、丸いプレートであるのが有利である。
【００１５】
本発明の実施態様では、磁石の保持位置において第１の部分がシェルと接触し且つ第２の部分が前記中心部と接触するように、スライドは移動可能であるよう配置される。
【００１６】
本発明の実施態様において、電磁石のコイルは少なくとも部分的に中心部の周りに配置される。
【００１７】
本発明の実施態様において、中心部は第２の永久磁石を含み、第２の永久磁石は、第１及び第２の永久磁石の異なる名称で呼ぶ極が互いに反対であるように配置される。第２の永久磁石の故に、磁性回路を効率的にスイッチオフし得る。
【００１８】
本発明の実施態様において、磁石は少なくとも１つのバネを含み、電磁石によって生成される磁場の故に第１の永久磁石によって生成される磁束が十分に弱まるとき、バネはスライドをシェル及び中心部から物理的に切り離すよう配置される。よって、本発明の実施態様では、１つ又はそれよりも多くのバネが可動スライドと磁石の他の部分との間に配置される。バネのスプリングバック要因は、スライドを磁石の残部から離れる方向に押し且つスライドを磁性回路から離れた状態に維持するよう配置される。よって、永久磁石力に抗するためにスプリングバック要因を使用し得る。電磁石で生成される磁場が永久磁石場を弱めるために使用されるとき、バネはスライドを磁石の他の部品から離れる方向に押す力を有する。よって、閉塞回路は壊れ、磁力は弱まり、磁石はスイッチオフされる、即ち、磁石の保持はスイッチオフされる。そのような磁石がスイッチオンされるとき、永久磁石部分が取り付けられるスライドは、磁場がバネのスプリングバック要因よりも強いときに移動し始める。前記バネを用いるならば、電磁石に必要な電力を調節し得る。バネのスプリングバック要因は磁石のスイッチオフの一部を管理し、それによって、バネがないときに必要とされるものよりも、コイルをより小さく作製し得る。
【００１９】
本発明の実施態様において、磁石は後部プレートを含み、スライドは磁石の開放位置において取り付けられるよう配置される。後部プレートの形状及び／又は金属量を変更することによって取付力を適切に調節し得る。
【００２０】
本発明の実施態様において、磁石は少なくとも１つの滑動スリーブを含み、少なくとも１つの滑動スリーブは、スライドの動作を制御するよう構成される。滑動スリーブは、それらの第１の端部で磁石の後部プレートに取り付けられ、それらの第２の端部によってシェルに取り付けられ、保持位置と開放位置との間でのスライドの動作を可能にする。磁石は４つの滑動スリーブを有し、滑動スリーブは磁石の隅部に配置される有利である。磁石がバネを含むならば、バネは滑動スリーブの周りに配置されるのが有利である。
【００２１】
本発明の実施態様において、電磁石のコイルの内側にあることが意図されるスライドの部分は狭窄された形状を有する。その形状はより大きな永久磁石及びコイルの使用を可能にする。同時に、磁石の保持は改良される。
【００２２】
本発明の実施態様において、把持されるべき物体と接触することが意図されるシェルの縁部は面取りされてより薄い。面取りの目的は、接触表面での磁束密度を増大させ、よって、磁石の保持を向上させることである。面取りの方向は、磁石が異なる厚みの物体を如何に良く掴むかに影響を与え得る。
【００２３】
本発明の実施態様において、磁石は電磁石によって生成される磁場を制御するための制御手段を含む。電磁石によって生成される磁場の強さを制御することによって、磁石のスライドを制御し得る。永久磁石を含むスライドは、磁石が通常動作中に余分な動力源を継続的に必要としないことを可能にする。電池のような比較的小さい動力源は、制御目的において機能する電磁石のための動力源として十分である。それを磁石の固定部分として構成し得る。磁石は完全に無線で機能し得る。よって、磁石は通常動作中にその外側への電線を必要としない。制御電子回路及び電池が磁石のカバーの内側にあるよう、磁石を完全に無線で制御可能である。スイッチ及び／又は制御ユニットは磁石の外側にあるよう、制御装置及び／又は電源は有線で起こってもよい。電源は電池又は他の動力源から起こり得る。制御電子回路御及び／又は動力源は幾つかの磁石に共通であり得る。
【００２４】
本発明の実施態様において、制御手段は、電池のような電力源と、電磁石の機能を制御するために、電流を電力源から電磁石に制御された方法で導くための手段とを含む。
【００２５】
本発明の実施態様において、磁石は制御手段の制御信号を受信する無線受信器を含む。
【００２６】
本発明に従った取付装置は、本発明に従った少なくとも１つの磁石であって、保持力を生成するよう配置される少なくとも１つの磁石と、磁石によって生成される保持力を制御するための制御手段とを含む。
【００２７】
例えば、他の取付装置、作業されるべき物体、及び作業ベースを堅く掴むために、取付装置を使用し得る。他方、所望の時には、取付装置を他の取付装置、作業されるべき物体、及び作業ベースから切り離すのは容易である。本発明に従った取付装置において、他の取付装置、作業されるべき物体、及び作業ベースの把持は、磁石で生成される磁場を用いて行われる。取付装置は制御手段を有し、把持及び切離しを可能にするために、制御手段を用いて磁石によって生成される磁場を制御し得る。
【００２８】
磁石の保持力の制御を手動で、例えば、取付装置内のスイッチ又はレバーによって遂行し得る。例えば、コンピュータプログラムによって制御されれて、磁石への電流の接続が自動的に起こるよう構成してもよい。遠隔に使用されるべき１つ又はそれよりも多くの磁石を配置することが可能である。遠隔使用は無線であり得る。ある実施態様において、遠隔使用は有線であり得る。
【００２９】
電磁石によって生成される磁場の強さを制御することによって、保持力を制御し得る。永久磁石を含むスライドは、取付装置が通常動作中に保持力のための源として余分な動力源を継続的に必要としないことを可能にする。電池のような比較的小さい動力源が、制御目的において機能する電磁石のための動力源として十分である。それを各別個の取付装置の固定部品として構成し得る。そのような取付装置は完全に無線で機能し、よって、通常動作中にその外側への電線を必要としない。
【００３０】
本発明の実施態様において、物体を取り付けることに関して、取付装置の磁石の保持力が段階的に又は程度的に増大させられるよう、保持力は制御可能である。本発明の実施態様において、物体を切り離すことに関して、取付装置の保持力が段階的に又は程度的に減少させられるよう、保持力は制御可能である。本発明の実施態様において、磁石が切り離されていることが検出されるならば、保持力を増大させ得る。例えば、スライドの位置を監視することによって、分離しようとしている磁石を検出し得る。
【００３１】
本発明の実施態様において、制御手段は磁石の電磁石によって生成される磁場を制御するために配置される。
【００３２】
本発明の実施態様において、制御手段は、電池のような電力源と、電磁石の機能を制御するために、電流を電力源から電磁石に制御された方法で導くための手段とを含む。
【００３３】
本発明の実施態様において、制御手段は磁石が別個の制御可能であるよう構成される。
【００３４】
本発明の実施態様において、取付装置は制御手段から制御信号を受信するための無線受信器を含む。
【００３５】
本発明の実施態様において、取付装置はセンサを含み、センサは取付装置が物体に取り付けられているか否かを感知するよう配置される。
【００３６】
本発明の実施態様において、堅い折重なり(tight  fold)、例えば、ゴム折重なり(rubber  fold)が、把持対象の物体と接触することが意図されるシェルの縁部に取り付けられ、その折重なりは磁石と把持対象の物品との間の把持地点を封止（シール）するよう配置される。磁石のシェルを介して把持地点内にアンダープレッシャを配置することによって、非磁性物体を把持するためにも磁石を使用し得る。
【００３７】
本発明に従った取付装置は、取付装置の第１の端部にある本発明に従った第１の磁石であって、取付装置を作業ベース、他の取付装置、又は作業されるべき物体に取り付けるための第１の保持力を生成するよう構成される第１の磁石と、取付装置の第２の端部にある本発明に従った第２の磁石であって、取付装置を前記作業ベース、他の取付装置、又は前記作業されるべき物体に取り付けるための第２の保持力を生成するよう構成される第２の磁石と、第１及び第２の磁石によって生成される保持力を制御する制御手段とを含む。
【００３８】
取付装置は、１個、２個又はそれよりも多くの制御可能な磁石を有し得る。取付装置は、１つ又はそれよりも多くの他の保持手段も有し得る。他の保持手段は、例えば、クランプ、吸引カップ、又はプライヤのような、何らかの機械的な保持手段であり得る。取付装置は、例えば、１つの磁石と、１つの他の保持手段とを有し得る。典型的には、取付装置は、少なくとも２つのそのような保持手段を有し、それらの保持力を制御し得る。他の保持手段はそのように既知であり、よって、それらの動作をこの本文中に更に記載しない。
【００３９】
本発明の実施態様において、制御手段は第１及び第２の磁石が別個に制御可能であるよう配置される。本発明の実施態様において、第２の磁石は取付装置内のレバー又はスイッチから或いは遠隔的に手動で制御される。本発明の実施態様において、磁石のうちの１つは手動制御され、１つは自動制御される。よって、同じ取付装置が異なる使用目的及び状況に適する。
【００４０】
本発明の実施態様では、繊維ガラス又は磁束を絶縁する他の材料で製造されるプレートのような、磁束から絶縁する絶縁体が、第１の磁石と第２の磁石との間に配置される。他の適切な材料は、例えば、アルミニウム、プラスチック、耐酸鋼、及びガラスであり得る。よって、１つの磁石の動作は、他の磁石の動作を妨害しない。
【００４１】
本発明の実施態様において、磁石は水密であるよう絶縁される。ある実施態様において、磁石は適切な硬化材料、例えば、ポリエステル樹脂内に鋳込まれる。水密性は時として重要である。何故ならば、作業は液体を使用することが多く、さもなければ、電気装置内に短絡を引き起こし得るからである。
【００４２】
本発明の実施態様において、本発明に従った取付装置は水中で使用される。本発明の実施態様において、取付装置全体は水密であるよう絶縁される。水密な本発明に従った取付装置、特に、水密であり且つ遠隔に使用し得る取付装置は、水中作業に特に適している。
【００４３】
本発明の実施態様において、制御手段は、その機能を制御するために、取付装置内に、電気動力源から第１の磁石及び／又は第２の磁石に制御された方法において電流を導くための手段を含む。
【００４４】
本発明の実施態様において、制御手段は、電池のような電気電力源と、電流を電力源から第１の磁石及び／又は第２の磁石に案内するための手段とを含む。よって、換言すれば、取付装置は、電池のような、その独自の電気動力源を有する。
【００４５】
本発明の実施態様において、取付装置は、制御手段から制御信号を受信するための無線受信器を含む。よって、本発明に従った構成は、無線送信器を含む。無線取付装置を使用するときに、電線を回避し得る。本発明の実施態様において、取付装置は、取付装置の動作データ、温度、取付装置から例えば取付装置の外側の制御ユニットへの磁石等データの分離のような、情報を送信するための無線送信器を含む。
【００４６】
本発明に従った実施態様において、取付装置の制御手段は、制御データを送信するための無線受信器及び／又は送信器を含む。
【００４７】
本発明に従った実施態様において、取付装置は、通常使用において完全に無線で機能する。換言すれば、取付装置が必要とする電気は無線で充電され、取付装置への及び取付装置からのデータ移転は無線で遂行される。
【００４８】
本発明に従った実施態様において、取付装置の制御手段は、取付装置の電磁石のための制御装置を含む。
【００４９】
本発明の実施態様において、取付装置は、少なくとも、その一端に、フック、スパイク、又はペグのような、機械的な取付手段を含む。よって、前記機械的取付手段を移動させるよう第１の磁石又は第２の磁石を構成し得る。手によっても機械的取付手段を移動させ得る。任意の材料で製造され、非磁性材料でも製造される作業対象の物体又は作業ベースに付着するよう、そのような取付装置を構成し得る。
【００５０】
機械的取付手段は移動リミッタ又はリミットスイッチとしても機能し得る。リミッタ又はリミットスイッチを作業対象の物体の所望の場所に精密に配置するよう、構成を制御する自動装置も配置し得る。機械的リミッタ又はリミットスイッチを、例えば、作業対象の物体の縁部の意図される場所に配置し得る。そのようなリミッタ又はリミットスイッチが所定の場所にあるとき、作業対象の物体をそれらに従って正しく配置するのは容易である。
【００５１】
本発明の実施態様において、取付装置はフレームを含み、その異なる端部において、磁石のような第１及び第２の保持手段が取り付けられる。フレームは、例えば、管状又は立方体であり得る。
【００５２】
本発明の実施態様において、取付装置のフレームはステンレス鋼で製造され、他の実施態様では繊維ガラスで製造される。
【００５３】
本発明の実施態様において、取付装置のフレームは、その長さを所望に選択するための手段を含む。フレームは、例えば、入れ子式であり得る。取付装置の長さを所望に係止（ロック）するために、フレームはクランプのような係止装置を有し得る。永久磁石を用いてその長さの係止を行い得る。よって、同一の取付装置が異なる使用目的及び状況に適する。
【００５４】
本発明の実施態様において、取付装置のフレームは、フレームを所望の位置に曲げるための手段を含む。例えば、蝶番又は継手で、例えば、玉継手で一体に接合される２つの部品でフレームを構成し得る。所望に位置を係止するために、フレームはクランプのような係止装置を有し得る。永久磁石で位置の係止を行い得る。よって、同じ取付装置が異なる使用目的及び状況に適する。
【００５５】
本発明の実施態様において、取付装置のフレームは、幾つかの液圧シリンダ、例えば、フレームの各隅部に１つの液圧シリンダを含む。シリンダ内への液圧流体の通過を制御するために磁石弁等を使用し得る。流体が流動し得るとき、液圧シリンダの長さを変更し得る。液圧シリンダの全ての長さが同じ量で変更させられるならば、取付装置の端部、それらの保持装置は、互いに対して回転しない。他方、液圧シリンダの長さが異なる方法において変更させられるならば、取付装置は曲がる。換言すれば、取付装置の端部、それらの保持手段は、互いに対して回転する。磁石弁等を閉塞することによって、弁を所定の場所において係止し得る。
【００５６】
本発明に従った取付構成は、本発明に従った少なくとも１つの取付装置と、取付装置の磁石のための制御信号を生成するための制御ユニットと、制御信号を取付装置の制御手段に送信するためのデータ送信装置とを含む。
【００５７】
作業対象の物体を作業ベースに取り付けるために、本発明に従った１つ又はそれよりも多くの取付装置を使用し得る。その構成は、プログラム可能なコンピュータのような制御ユニットと、取付装置の磁石への制御信号を生成するためのユーザインターフェースとを含む。制御ユニットは取付装置と別個であり得る。その構成は制御信号を取付装置の制御手段に送信するためのデータ移転装置も含む。データ移転装置は無線であってもよく、無線、光、音等のような何らかの既知のデータ移転装置を使用し得る。
【００５８】
その構成の一部の実施態様は、ロボット又は対応するＮＣプログラム可能な装置を含み、それは取付装置を所望の場所に、例えば、作業ベースに配置するための手段を含み、或いは他の取付装置に取り付けられる。
【００５９】
機械加工された金属プレート又は他の金属製基板は、例えば、作業ベーストして機能し得る。システムはその独自の作業ベースとしても機能し得る、即ち、システムはそれ自体から作業ベースを組み立て得る。特別な作業ベースがなくても治具を完全に組み立て得る。
【００６０】
本発明に従った構成は、充填装置を有し得る。取付装置が取付作業を行っていないとき、取付装置は充電装置に接続される。よって、取付装置は必要な手段、例えば、コネクタ及びケーブル又は無線充電を可能にする手段を有し、それを用いて、電気動力源は取付装置に接続可能である。無線取付装置を使用するときには、電線を回避し得る。
【００６１】
本発明に従った充電装置を、取付装置のための駐機装置として機能するようにも配置し得る。
【００６２】
物体に付着するための本発明に従った典型的な方法において、本発明に従った取付装置は、磁石によって生成される保持力を用いて、物体に取り付けられる。
【００６３】
本発明の実施態様では、磁束の回路を開閉するために、即ち、保持位置と開放位置との間で磁石の状態を変更させるために、スライドはシェル及び中心部に対して移動させられ、スライドは、磁束の回路が閉塞されるときに、即ち、磁石が保持位置にあるときに、第１の永久磁石の磁場でシェル及び中心部に関連して保持される。第１の永久磁石によってもたらされる磁束は、磁石の状態を開放位置に変更させるために、電磁石を用いて磁場を生成することによって、必要なときに、少なくとも部分的にスイッチオフされる。
【００６４】
本発明の実施態様では、少なくとも１つのバネを用いて力が生成され、その力は、第１の永久磁石によって生成される磁束が電磁石によって生成される磁場の故に十分に弱まるときに、電磁石によって生成されるスライドをシェル及び中心部から機械的に切り離すよう努める。
【００６５】
本発明の実施態様において、自社君お残部に対するスライドの移動はセンサで監視され、磁石が保持位置にあるときに移動が検出されるならば、磁石の保持力は、より多くの電流を電磁石コイルに与えることによって増大させられる。
【００６６】
磁石が保持位置になければならないときにスライドが移動するよう努めるか否かの情報をプロセッサに与えるセンサを、可動スライド内に、例えば、後部プレート内に配置し得る。保持位置において、磁石の残部に対して移動するスライドは、磁石が切り離れていることを意味する。よって、プロセッサは、より多くの電流を適切な方向においてコイルに与えることによって、磁石の保持力を増大させることができ、それは磁束を強める。システムが確実であるために、必要に応じた強さの保持及び増大のそのような能動的な監視は重要である。磁石の保持又は切離しについての情報を使用者又は磁石が属するシステムに伝え得る。溶接時、切断時、及び対応する状況において、保持についての実時間情報が必要とされる。よって、異なるファスナ、例えば、レーザ溶接において使用される異なるファスナの状態の実時間監視が可能になる。
【００６７】
本発明を用いるならば、ロボットのような作業機械は、本発明に従った取付装置及び可能な追加的な片から、物体取扱いのために、それ自体のための所要の形状の持上装置を組み立て得る。
【００６８】
本発明の１つの実施態様において、磁石、即ち、可動スライドは、コイルに導かれる電流パルスで保持位置と開放位置との間で案内される。パルスの期間は、例えば、約０．５秒又は０．１〜１秒であり得る。
【００６９】
保持位置において、電流パルスは、バネがスライドを磁石の残部から離れる方向に移動させることによって磁束の閉塞回路を開放させる程度まで、磁束をオフにする。よって、磁石は開放位置に移動する。開放位置は反対パルスで保持位置に変更させられ、それは磁束を増大させるので、スライドは磁石の残部との接続に入り、それによって、磁束の回路は再び閉塞する。
【００７０】
例えばコイルにＰＷＭ信号（パルス幅変調）を与えることによって、例えばプロセッサの助けを受けて、制御された方法において磁石部品の移動を制御し得る。電流のレベルを変更させることによっても制御が起こり得る。例えば、１０秒の全期間を備えるパルスは、信号がオンであるときの０．５秒部分と、信号がオフであるときの０．１秒部分とから成り得る。
【００７１】
本発明の異なる実施態様が、様々の種類の物質及び作業方法との関係における使用に適している。例えば、面取り、フレーム切断、レーザ切断、水切断、プラズマ切断、パイプ切断、溶接、粉砕、機械加工、プレス、塗装、サンドブラスト、バリ取り、穿孔のために、並びに、部品を互いに一時的に取り付けるために、本発明を使用し得る。
【００７２】
本発明を用いるならば、作業ベースへの作業対象の物体の取付けを簡単に自動化し得る。ロボットが取付装置を作業ベース上の所望の場所に配置するようプログラムすることが可能である。ロボットのプログラミング及び設計並びに自動化は特に本願の目的ではないので、この脈絡においてそれらを更に記載しない。
【００７３】
磁石の適切な寸法、所要の電流、及び材料を各状況のために別個に選択し得る。例えば、一部の場合には、それが目的でないならば、永久磁石が消磁しないように注意しなければならない。
【００７４】
ＡｌＮｉＣｏ、ネオジム磁石（即ち、ＮｄＦｅＢ、ＮｉＢ、又はＮｅｏ磁石）のような所謂レアアース磁石、又はセラミック磁性材料のような、異なる磁性材料から、磁石の永久磁石部分を実施し得る。例えば、ＡｌＮｉＣｏ磁性材料は、消磁可能で再磁化磁性材料として適している。ＡｌＮｉＣｏは、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びコバルト（Ｃｏ）から製造される金属合金である。合金内には鉄、銅、及びチタンが追加的に存在し得る。典型的な合金比率は、８〜１２％のＡｌ、１５〜２６％のＮｉ、５〜２４％のＣｏ，最大６％のＣｕ、及び１％のＴｉであり、残余はＦｅである。永久磁石材料として、例えば、ＮｄＦｅｂ及び／又はセラミック磁性材料を使用し得る。ネオジム磁石は、レアアース（希土類）磁石であり、ネオジム、鉄、及びボロンの合金である。セラミック磁石は、粉末冶金方法で製造される磁石であり、それは大量の金属酸化物を有する。例えば、セラミックフェライトは強磁性セラミック材料であり、それは鉄酸化物、ボロン、及びバリウム、ストロンチウム、又はモリブデンを有する。適切な磁性材料の幾つかの実施例は、ＡｌＮｉＣｏ５、ＮｄＦｅＢ４０ＭＧＯｅ、及びセラミック８である。第１の永久磁石はネオジムで製造され、第２の永久磁石はＡｌＮｉＣｏ材料で製造されるのが有利である。
【００７５】
使用される磁性材料及びそのときの必要に依存して、磁性クランプの外法寸法は異なる。例えば、円筒形であるように、スライドを形成し得る。円筒形スライドの直径は、例えば、２００ｍｍ未満、１００ｍｍ未満、５０ｍｍ未満、２５〜２００ｍｍ、２５又は５０〜１００ｍｍであり得る。スライドの高さは、例えば、１００ｍｍ未満、５０ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、２５〜１００ｍｍ、１〜２５ｍｍ、又は０．５〜３ｍｍであり得る。保持を公称させるために、スライドの直径は、例えば、中心部よりも１０〜３０％より大きくあり得る。
【００７６】
本発明に従った取付装置を本発明に従った制御可能な出力を備える磁石の１つの実施態様として見ることができる。有利な実施態様では、磁石の部品を互いに対して移動させることによって、磁石は部分的に機械的にオンオフ切り換えられる。本発明に従った磁石は、永久磁石部品を含むスライドを有し、そのスライドを少なくとも部分的にコイルの内側に配置し得る。１つ又はそれよりも多くのバネを上述の方法においてスライドと磁石の残部との間に配置し得る。
【００７７】
本発明の実施態様において、磁石は所謂双安定磁石として使用される。双安定磁石を開閉させるために、少量のエネルギだけが必要とされる。電気エネルギを使用せずに、双安定磁石をスイッチオン及びスイッチオフの状態に維持し得る。よって、プロセス中に消費される電気エネルギの量を減少させるために、本発明に従った構成を使用し得る。
【００７８】
本発明の実施態様において、磁石は電気的に制御可能な衝撃吸収器として機能し、同時に、エネルギを生成するためにも磁石を使用し得る。コイルの内側を移動するスライドの異動を減速させるために、コイルの磁場を使用し得る。もし、例えば、ネオジムを含むスライドがコイルの内側で移動させられるならば、コイル内に電流が生成される。よって、これは発電機であり、それは電気エネルギを生成する。
【００７９】
金属表面に沿って移動する用途において本発明に従った磁石を使用し得る。そのような用途の実施例は、例えば、船舶の底部を洗浄するための手段、溶接及び塗装ロボットのような様々の他のロボットである。これらの用途において、装置は金属表面に沿って移動させられ、よって、それらは強力で堅固な保持磁石を必要とする。有利には、そのような磁石は少量のエネルギで制御可能でもある。
【００８０】
少なくとも開放位置と閉塞位置との間で磁性弁及び磁性ロックを制御するために、本発明に従った磁石を使用し得る。既存の技術に従った磁性弁及び磁性ロックは、それらをスイッチオン又はスイッチオフ状態に維持するためにエネルギを必要とするのに対し、本発明に従った実施態様は、状態を変更させるためにだけエネルギを必要とする。
【００８１】
スライドが移動するように配置されるので、移動を制御するために本発明に従った磁石を使用し得る。バネが解放され、移動が生成され、新しいパルスを待つためにそれが常にその極限位置に留まるよう、この可動スライドを小さいパルスで移動させ得る。
【００８２】
物体を消磁させるために、本発明に従った磁石を使用し得る。これは磁石が消磁対象の物体と接触するよう配置され且つ電流が電磁石内に送り込まれるように行われる。スライドは消磁プロセスの間に亘って係止されるのが典型的である。
【００８３】
本発明に従った磁石／取付装置を、固定的な方法においても、換言すれば、磁石を用いないでも、何らかの物体に取り付け得る。取付方法は、例えば、固定ネジ接続、又は受金具（キャッチ）で起こる差込接続であり得る。取付標的は、例えば、持上装置、治具、又は防火戸であり得る。電気を用いて起こる取付けも使用し得る。液圧又は加圧空気を用いて起こる取付けも可能である。取付けは第２の磁石でも可能である。クリンプ接続を用いても取付けを行い得る。特に動力供給が導体を用いて起こるときには、磁石／取付装置の固定的な取付けが使用される。磁石の電池を変更する必要がある状況において、異なる迅速取付方法が実用的であることが判明した。
【００８４】
本発明の実施態様において、取付装置は金属プレートのような金属部品を積重ねから持ち上げるために使用される。
【００８５】
添付の図面を参照して、本発明をより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に従った取付装置を示す斜視図である。
【図２】図１の取付装置を示す分解図である。
【図３】本発明に従った第２の取付装置を示す斜視図である。
【図４】図３の取付装置を示す分解図である。
【図５】本発明に従った磁石を展開して示す分解図である。
【図６ａ】本発明に従った第３の取付装置の詳細を示す部分断面図である。
【図６ｂ】本発明に従った第４の取付装置の詳細を示す部分断面図である。
【図７ａ】本発明に従った取付装置における磁束を示す模擬図である。
【図７ｂ】本発明に従った取付装置における磁束を示す模擬図である。
【図７ｃ】本発明に従った取付装置における磁束を示す模擬図である。
【図８】本発明に従った構成を示す概略図である。
【図９】２つのレバープライヤが取り付けられた本発明に従った取付装置を示す斜視図である。
【図１０】本発明に従った取付装置のための充電台を示す斜視図である。
【図１１】ワークステーションを示す斜視図である。
【図１２】本発明に従った第２の磁石を示す斜視図である。
【図１３】図２の磁石を示す分解図である。
【図１４】保持位置にある図１２の磁石を示す断面図である。
【図１５】開放位置にある図１２の磁石を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００８７】
明確性のために、異なる実施態様中の少なくとも一部の対応する部品のために同じ参照番号を使用する。
【００８８】
図１及び２に示す主に円筒形に形成される取付装置１０の中央には、ＲＦ信号を透過させる繊維ガラス又は他の材料のような適切な材料で製造されるフレーム３がある。取付装置の制御信号がＲＦ信号以外の何か、例えば、光であるならば、フレームの材料はその目的に適した何からの他の材料であり得る。取付装置１０の他の部品はフレーム上に支持されるか、それらはフレームの内側に配置されるか、或いは、ネジを用いて一体に接合される。装置１０の下方縁部には、取付装置１０を作業ベースに取り付けることに向けられた第１の磁石８があり、取付装置１０の上方縁部には、その構造が第１の磁石８に対応する第２の磁石１があり、第２の磁石は、取付装置１０を作業対象の物体に取り付けることに向けられている。
【００８９】
磁石１は、シェル１９と中心部２２とを含み、それらの間には、電磁石部分１１、即ち、電磁石が配置される。電磁石のコイルは、図面中に点線１２を用いて極めて概略的に描写されている。電池６及び２つの回路板２，７が、第１の磁石８と第２の磁石１との間でフレーム３の内側に配置されている。フレーム３は開放可能な保守ハッチ５を有し、それは、例えば、電池６の交換を可能にするために、フレーム３を通じる。ＬＥＤ光源も光源を通じて配置される。例えば、電池の充電状態を表示するために或いは電池が充電中であるか否かを表示するためにＬＥＤ光源を使用し得る。例えば、第１又は第２の磁石のスイッチが付けられているか或いは消されているかを表示するためにもＬＥＤ光源を使用し得る。
【００９０】
下方の、即ち、第１の回路板７には、例えば、電磁石１１、温度計、及び電池６用の充電装置のための制御電子回路がある。上方の、即ち、第２の回路板２には、取付装置１０とその外側の制御ユニットとの間に取付装置の制御情報及び動作情報を送信するための無線送受信器がある。
【００９１】
図３及び４は、その形状が主として立方体又は直方柱である取付装置１０を示している。上方磁石１は、取付ネジ１３を用いて装置の残部に取り付けられる。下方磁石８は、取付ネジ１４を用いて装置の残部に取り付けられる。上方磁石１と下方磁石８との間にはフレーム３がある。フレーム３の内側には構造を支える接続パイプ１５が配置され、上方磁石１は接続パイプを用いて下方磁石８に取り付けられる。とりわけ、回路板２が所謂フレーム部分内で接続パイプの間に配置される。装置が必要とする選択スイッチ１６のような電気構成部品が回路板２に取り付けられ、そのスイッチによって、取付装置１０の動作を手動で制御し得る。選択スイッチ１６から、例えば、磁石１及び８のオン及びオフを切り換え得る。追加的に、取付装置１０がスイッチオフされ或いはスイッチオフされた取付装置１０を活性化する命令を与えるために、選択スイッチを使用し得る。選択スイッチ１６は、１つ又はそれよりも多くのＬＥＤ表示器を有してもよく、例えば「開いている」又は「閉じている」又は「システム故障」のような磁石状態についての異なる情報をＬＥＤ表示器から見ることができる。電池７も回路板２に取り付けられ、電気充電コネクタ１７が充電装置から電池のための充電電流をもたらす。充電コネクタ１７は、例えば、ストリップ状（条片状）であってもよい。選択スイッチ１６を使用するためにフレーム３に開口１８が形成されている。フレームには充電コネクタ１７用の開口もある（図示せず）。
【００９２】
とりわけ、ＲＦ送受信器、磁石の状態を監視するセンサ、及びプロセッサのような通信に必要な構成部品や、とりわけ、データ通信、動作の中断、及びアラームを管理するソフトウェアも、回路板２に取り付けられる。通信は、例えば、取付装置１０を制御する装置、即ち、所謂インターフェースを用いた直接的な二方向通信、或いは他の取付装置及び／又はインターフェースへのメッセージ（通報）の転送であり得る。動作の中断は、例えば、磁石１又は８の状態、電池の温度、或いは充電レベルの弱化又は他の異常によって引き起こされ得る。動作の中断は、例えば、取付装置を制御するプログラムの限界値として設定され得、限界値を越えると中断を引き起こす。
【００９３】
図５は、本発明に従った磁石８を展開して示している。例えば、図３及び４に示す下方磁石８は、図５に示す構造を有し得る。図３及び４中の上方磁石１は、対応する構造を有し得る。磁石のスライド３０は、一体的に取り付けられた後方プレート２３と、ネオジム磁石２４と、前方プレートとを含む。押込みプレートの取付ネジ２６は、押込みプレート２７を後方プレート２３に取り付ける。止めネジ３１が磁石８の部品を一体的に保持する。スライド３０は磁石８の残部に対して移動可能に配置される。スライド３０が下方位置にあるとき、スライド３０は部分的に電気磁石のコイル２９の内側に落ち着く。押込みバネ３２がスライド３０を上向きに、即ち、コイル２９及び中心部２２から離れる方向に押し込もうとするよう、押込みバネ３２が止めネジ３１の周りに配置される。それによって、押込みバネ３２は、コイル２９が磁石８をスイッチオフして、磁石８がスイッチオフされた状態を維持するのを助ける。例えば、コイル２９が磁石８を完全にスイッチオフせず、押込みバネ３２が既にスライド３０を押し離しているならば、磁石はこれらの間の協働によってスイッチオフされる。押込みプレート２７はスライド３０を所定場所に中心化し、バネ３２の押込み力をスライド３０に中継する。
【００９４】
図５において磁石８が掴む物体は、磁石８の下方表面に対して配置される。真鍮プレート２０，２１が磁石のシェル１９の内側の底部と、それらの間の中心部２２に配置される。中心部２２は、最外側真鍮プレート２０を用いてシェル１９に取り付けられるので、磁石は外側から見える移動部品を有しない。磁石の下方表面が均一であるよう、より小さな真鍮プレート２１が中心部２２に取り付けらる。磁束が把持対象の物体（把持されるべき物体）を通り得るよう、スライド３０はその下方位置において中心部２２と接触する。スライド３０が持ち上げられるとき、把持対象の物体に対する磁束の通過が防止される。下方磁石のシェル１９は、磁束を伝動する部品として機能する。相応して、図３及び４に見られる上方磁石のシェル４７は、上方磁石１内で磁束を伝導する部品として機能する。磁束がシェル１９からスライド３０に漏れ出し得ないよう、真鍮プレート２０，２１は磁束を絶縁する。シェル１９の下方縁部には、把持対象の物体と接触するよう意図される面取り２８（べべリング）がある。より大きな保持力を達成し且つ磁石の表面付着を増大させるために、面取り２８は磁束を案内する。よって、面取り２８の故に、薄いプレートを用いても磁石は十分に保持する。
【００９５】
前方プレート２５は底部に向かって狭くなる。よって、スライド３０は圧搾される、即ち、テーパが付けられる。圧搾されたスライド３０の周りにより大きなコイル２９を配置し得る。より大きなコイル２９はより大きな効果の使用を可能にし、それによって、ひいては、ネオジム磁石２４のようなより大きな永久磁石を使用し得る。狭窄されたスライドを用いるならば、狭窄がないよりも大きな保持力が達成される。
【００９６】
図６ａは、本発明に従った第３の取付装置の詳細の部分断面図を示している。図６ｂは、本発明に従った第４の取付装置の詳細の部分断面図を示している。図６ａ及び６ｂでは、磁石を掴むことを意図する物体３３が見えるように描写されている。後方プレート２３、シェル１９、ネオジム磁石２４、前方プレート２５、電磁石コイル２９、及び中心部２２が図面中に見られる。一体的に取り付けられる後部プレート２３、ネオジム磁石２４、及び前方プレート２５は、可動スライド３０を形成する。図６ａと図６ｂとの間の相違は、スライド３０の表面及び磁石の残部、即ち、図面中のシェル１９が、図６ｂでは、接触スポット３４において、即ち、スライドの移動の方向において垂直であることである。図６ａでは、接触スポット３４における対応する表面は、スライド３０の移動に対して傾斜させられている。図６ｂにおける解決策を用いるならば、一部の状況において、磁束の回路の開閉はより効率的である。
【００９７】
図７ａ、７ｂ、及び７ｃは、本発明に従った取付装置の磁石８内の磁束のシミュレーション（模擬）を示している。図７ａは、スライド３０が下方位置にあるときの、即ち、磁石が保持位置にあるときのシミュレーションモデルを示しているに過ぎない。図７ｂにおいて、状況は図７ａと同様であるが、磁束の模擬通路が図面中に線で描写されている。図７ｃにおいて、スライド３０は磁石の残部、即ち、シェル１９から離れる方向に持ち上げられている。よって、磁石は開放位置にある。磁束の通路が開放位置においてどのように破られるかを図面から見ることができる。
【００９８】
図８は、作業対象の物体を作業ベースに取り付けるための本発明に従った構成を示している。その構成は、制御ユニット、即ち、インターフェース３５と、本発明に従った３個の同一の取付装置１０，１０’，１０”とを含む。制御ユニット３５は、制御システム（図示せず）からのメッセージを取付装置に送信する。制御ユニットは所謂Ｉ／Ｏ入口を有し、例えば、５Ｖ、１２Ｖ、又は２４Ｖ電圧で制御ユニットを制御し得る。制御システムは、ロボット（図１２を参照）、溶接装置、切断装置、又は他の対応するプログラム可能な装置であり得る。制御ユニット３５のプロセッサ上で動作し得るプログラム内で、それは特定のＩ／Ｏ命令が到達するときに行われるべきものとして前もって定められる。Ｉ／Ｏは、例えば、８、１６、３２、又は６４ビットであり得る。
【００９９】
ロボットは、例えば、命令［３２］を制御ユニットに与える。それは、例えば、「取付装置の上方磁石を開放せよ」を意味し得る。制御ユニットは、その入口ポート内で命令を読み取る。取付装置１０の上方磁石のＭＡＣアドレスが５４３２１であるという情報が前もってソフトウェア内にプログラムされる。よって、制御ユニットは命令［３２］をアドレス５４３２１に送信する。取付装置１０内のプロセッサ内のソフトウェアは、命令［３２］が到着するときに、上方磁石が開放させられるべきことを知る。システム内の取付装置は同一であり得る。それらのＭＡＣアドレスだけが個別である。取付装置のＭＡＣアドレスは制御ユニットでプログラム可能であるので、取付装置がシステム内にプログラムされる限り、如何なる利用可能な取付装置も命令を受信し得る。よって、たとえ取付装置のうちの１つが使用されていないとしても、ロボット内のプログラムは変更される必要はない。システム内には、幾つかの立方体が同時に同時に存在し得、数百の立方体さえもが存在し得る。
【０１００】
作業対象の物体３３を掴むのを助ける様々の工具を本発明に従った取付装置１０に接続し得る。図９は、２つのレバープライヤが取り付けられた取付装置１０を示している。
【０１０１】
図１０は、取付装置のための６つの場所４１を有する本発明に従った取付装置１０を取り付けるための充電台４０を示している。取付装置１１が必要とされないとき、取付装置１１は充電台内に格納される。充電台は充電装置（図示せず）を有し、充電装置は図３及び４に見られる充電コネクタ１７に適したコネクタのような取付装置１０に適した充電手段を有する。よって、充電台内の取付装置１０の電池を充電し得る。取付装置のための場所の縁部４２も、立方体が充電台内に設置されるときに立方体を有利に位置決めする。
【０１０２】
図１１は、本発明に従った構成が使用されるロボット４３の作業場所を示している。作業場所は、１８個の取付装置１０と、それらのための充電台４０とを有し、充電台４０は工具第４４内に配置される。金属製の作業表面４５は空である。ロボットは磁性工具４６を有し、ロボットは磁性工具４６を用いて充電台４０から取付装置１０を取り、取付装置１０を作業表面４５の上に配置する。それが取付装置１０から所望の治具を組み立てるとき、それは作業対象の物体を治具内に配置し、工具を交換し、作業を開始する。
【０１０３】
本発明の実施態様の動作を例えば以下の通り記載する。取付装置１０の回路板２上のプロセッサを用いて実行されるに基づき所望の大きさの電流がコイル２９に案内される。電流が特定の方向においてコイルに導かれるとき、コイルによって生成される磁場は、永久磁石２４の磁場を弱める。特定の強さの磁場で、可動スライド３０は磁石の残部から離れる方向に移動する。切離しは、例えば、ストリング３２がスライド３０をフレームから離れる方向に押して開放位置に至らせる強さを有するときに起こる。よって、磁束は通り得ず、磁力は弱まり、磁石のスイッチは切られる、即ち、磁石の保持は切られる。下方磁石８の保持が切られるときには、下方磁石を作業表面４５又は他の取付装置の金属の上に配置し得る。然る後、保持が切り離されたときと反対の方向において、電流がコイル２９内に導かれる。よって、電流はコイルの方向において案内され、それは永久磁石２４の磁場を強める。次に、コイルの磁場が永久磁石２４をコイルに向かって引っ張り始める。最後に、例えば、磁場がバネ３２のスプリングバック要因（跳ね返り要因）よりも強いときに、スライド３０は保持位置に向かって移動し始める。最後に、その力が十分に増大させられると、磁束の回路は再び閉じられる。よって、磁石はより大きな保持力を受け取る。永久磁石部分２４は例えばネオジム磁石であり得る。
【０１０４】
ロボットが構成を制御する本発明の実施態様の動作を以下の通り記載し得る。制御ユニット３５はロボット４３から「取付装置１０の上方磁石１を開放せよ」という命令を受信する。制御ユニット３５はメッセージを取付装置１０に送信する。取付装置１０はメッセージを受信し、命令に従ってその上方磁石１を開放させる。上方磁石が開放すると、取付装置１０は「取付装置１０の上方磁石１は開放させられている」というメッセージを制御ユニット３５に送信し、メッセージを観察し、且つロボット４３によって読み取られるよう制御ユニットのＩ／Ｏポートにメッセージを転送する。よって、ロボットはメッセージが受信され且つ命令が実現されたというメッセージを検証し得る。
【０１０５】
ロボットがが構成を制御する本発明の他の実施態様の動作を以下の通り記載し得る。制御ユニット３５はロボット４３から「取付装置１０の上方磁石１を開放させよ」という命令を受信する。制御ユニット３５はそのメッセージを取付装置１０に送信する。もし取付装置１０が一定の時間枠内にそのメッセージに応答しないならば、制御ユニット３５は再び試みる。取付装置１０が依然として応答しないならば、制御ユニット３５は転送命令を与える。制御ユニット３５は、システムが使用中にどの取付装置を有するかに関する情報をそのメモリ内に有し、それは最も近い他の取付装置にメッセージを転送することを要求する。次に、取付装置１０’はメッセージを転送する要求を受信し、メッセージを取付装置１０に転送する。取付装置１０はその上方磁石を開放させ、取付装置１０’に応答する。「取付装置１０の上方磁石１は開放させられる」。取付装置１０’はメッセージを制御ユニット３５に転送し、制御ユニット３５はメッセージをロボット４３に転送する。よって、メッセージは受信され、命令は確認される。システムはそれ自体このように機能し、よって、使用者はメッセージが受信されることを別個に観察する必要はない。システムの如何なる取付装置もシステム内の任意の他の取付装置に対する送信機のように機能し得る。取付装置自体が別個の制御ユニット３５なしで他のコントローラとして機能し得るよう、取付装置のプロセッサ内の対応するプログラムを制御ユニット３５におけるようにプログラムすることも可能である。
【０１０６】
図１２は本発明の実施態様に従った磁石を示しており、図１３は同じ磁石を分解して示している。磁石８は、シェル１９と、中央部２２と、それらに対して移動可能であるよう配置されるスライド３０とを含む。スライド３０は、一体に取り付けられた後部プレート２３と、ネオジム磁石２４と、前方プレート２５とを含む。中央部２２は、ＡｌＮｉＣｏ磁石（図１２及び１３では見えない）を含み、ＡｌＮｉＣｏ磁石は、その及びネオジム磁石２４の異なって呼ぶ極が互いに反対であるように配置される。
【０１０７】
押込みプレートの取付ネジ２６は押込みプレート２７を後部プレート２３に取り付ける。押込みプレート２７は、スライド３０が滑動スリーブ５１によって制御されているように動作し得るように、滑動スリーブ５１との関係において配置される。よって、スライド３０は磁石８の残部に対して移動可能であるよう配置される。スライド３０が下方位置にあるとき、スライド３０は部分的に電磁石のコイル２９の内側に落ち着く。押込みバネ３２がスライド３０を上向きに、即ち、コイル２９、中心部２２、及びシェル１９から離れる方向に押すよう努めるように、押込みバネ３２が滑動スリーブ５１の周りに配置される。それによって、押込みバネ３２は、コイル２９が磁石８のスイッチを切るのを助け、磁石８のスイッチが切れたままに維持するのを助ける。例えば、もしコイル２９が磁石８のスイッチを完全に切らず、押込みバネ３２がスライド３０を離れる方向に既に押し得るならば、磁石８のスイッチはこれらの間の動作によって切られる。押込みプレート２７はスライド３０を所定の場所に中心化し、押込みバネ３２の押込み力をスライド３０に中継する。
【０１０８】
磁石８は後方プレート５３を含み、後方プレート５３は磁石８のための取付プレートと同時に機能する。ネジ５２が滑動スリーブ５１を介して磁石８の部品を一体に保持する。ネジ５２は滑動スリーブ５１の端部に取り付けられる。プラットフォームプレート５４が後方プレート５３とシェル１９との間に装着される。電磁石が必要とする制御電子回路は、回路板５５内に組み込まれる。
【０１０９】
図１２中の磁石８が掴む物体は、磁石８の下方表面に対して配置される。その下方位置において、スライド３０はシェル１９及び中心部２２に触れ、それによって、磁束は把持対象の物体を通り得る。スライド３０が持ち上げられるときには、把持対象の物体への磁束の通過が阻止される。磁石のシェル１９及び中心部は磁束を案内する部品として機能する。
【０１１０】
取付ネジ５６を用いて、図１２に示す磁石８を、例えば、作業ベース又は他の対応する物体に取り付け得る。
【０１１１】
図１４及び１５中の磁石の断面の助けを受けて、図１２に示す磁石の動作原理をより詳細に提示する。図１４は保持位置における磁石を示しており、図１５は開放位置における磁石を示している。
【０１１２】
磁石８の保持位置において、スライド３０はその下方位置にある。よって、スライド３０の後部プレート２３はシェル１９と接触し、前部プレート２５は中心部２２と接触する。ネオジム磁石は後部プレート２３と前部プレート２５との間に取り付けられる。スライド３０は永久磁石の力でシェル１９及び中心部２２と接触したままにあり、磁石８の内側にある磁束の閉塞回路の一部を維持する。磁石が取り付けられる物体３３は、磁石８の外側にある磁束の閉塞回路の一部を形成する。物体３３と接触するシェル１９及び中心部２２の部分は、磁石８の異なって呼ぶ極を形成する。中心部２２はＡｌＮｉＣｏ磁石５７を含む。
【０１１３】
磁石８が開放位置に配置されるとき、スライド３０は上方位置にある。よって、スライド３０はシェル１９及び中心部２２から切り離され、その結果、磁束の回路は最早閉じられない。
【０１１４】
図面は本発明に従った幾つかの好適実施態様を示しているに過ぎない。本発明の主要な着想に関する二次的に重要な事実、即ち、本発明によって場合によって必要とされる電気ケーブル、データ通信装置、又は支持構造のような、そのように既知の事実又は当業者に明らかな事実は、図面中に別個に示されていない。本発明が上述の実施例にのみ限定されず、本発明が以下に提示する請求項の範囲内で異なり得ることは、当業者に明らかである。従属項は本発明の幾つかの可能な実施態様を提示し、よって、それらは本発明の保護範囲を制限するように解釈されてはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年11月26日(2013.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を作り出す第１の永久磁石と、
把持されるべき物体に磁束を導くよう配置されるシェル及び中心部と、
該シェル及び該中心部に対して移動可能であるよう配置され且つ前記第１の永久磁石を含むスライドと、
該スライドを移動させる電磁石とを含み、
前記電磁石のコイルが少なくとも部分的に前記中心部の周りに配置されることを特徴とする、
磁石。
【請求項２】
前記スライドは、第１のスライド部分と、第２のスライド部分とを含み、前記第１のスライド部分と前記第２のスライド部分との間に、前記第１の永久磁石が取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の磁石。
【請求項３】
前記磁石の保持位置において、前記第１の部分が前記シェルと接触し、前記第２の部分が前記中心部と接触するように、前記スライドは移動可能であるよう配置されることを特徴とする、請求項２に記載の磁石。
【請求項４】
前記中心部は、第２の永久磁石を含み、該第２の永久磁石は、前記第１及び第２の永久磁石の異なる名称で呼ぶ極が互いに反対であるように配置されることを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項５】
当該磁石は、少なくとも１つのバネを含み、前記電磁石によって生成される磁場の故に、前記第１の永久磁石によって生成される磁束が十分に弱まるとき、該バネは、前記スライドを前記シェル及び前記中心部から物理的に切り離すよう配置されることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項６】
当該磁石は、少なくとも１つの滑動スリーブを含み、該少なくとも１つの滑動スリーブは、前記スライドの動作を制御するよう構成されることを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項７】
前記電磁石の前記コイルの内側にあることが意図される前記スライドの部分が、狭窄された形状を有することを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項８】
前記把持されるべき物体と接触することが意図される前記シェルの縁部は面取りされてより薄いことを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項９】
当該磁石は、前記電磁石によって生成される磁場を制御するための制御手段を含むことを特徴とする、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の磁石。
【請求項１０】
前記制御手段は、電池のような電力源と、前記電磁石の機能を制御するために、電流を前記電力源から前記電磁石に制御された方法で導くための手段とを含むことを特徴とする、請求項９に記載の磁石。
【請求項１１】
当該磁石は、前記制御手段の制御信号を受信する無線受信器を含むことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の磁石。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載の少なくとも１つの磁石であって、保持力を生成するよう配置される少なくとも１つの磁石と、
該磁石によって生成される前記保持力を制御するための制御手段とを含むことを特徴とする、
取付装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記磁石の前記電磁石によって生成される磁場を制御するよう配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の取付装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記磁石が別個に制御可能であるように構成されることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の取付装置。
【請求項１５】
取付装置であって、
当該取付装置の第１の端部にある第１の磁石であって、当該取付装置を作業ベース、他の取付装置、又は作業されるべき物体に取り付けるための第１の保持力を生成するよう構成される第１の磁石と、
当該取付装置の第２の端部にある第２の磁石であって、当該取付装置を前記作業ベース、他の取付装置、又は前記作業されるべき物体に取り付けるための第２の保持力を生成するよう構成される第２の磁石と、
前記第１及び第２の磁石によって生成される保持力を制御する制御手段とを含み、
前記第１の磁石及び／又は前記第２の磁石は、請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載の磁石であることを特徴とする、
取付装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１４のうちのいずれか１項に記載の少なくとも１つの取付装置と、
前記取付装置の前記磁石のための制御信号を生成するための制御ユニットと、
前記制御信号を前記取付装置の前記制御手段に送信するためのデータ移転装置とを含むことを特徴とする、
取付構成。
【請求項１７】
物体を取り付ける方法であって、
磁石によって生成される保持力を用いて請求項１２乃至１４のうちのいずれか１項に記載の取付装置を物体に取り付けることを含む、
方法。
【請求項１８】
磁束の回路を開閉するために、即ち、保持位置と開放位置との間の磁石の状態を変更するために、スライドをシェル及び中心部に対して移動させること、
前記磁束の前記回路が閉じられるときに、即ち、前記磁石が前記保持位置にあるときに、前記第１の永久磁石の磁場を用いて前記スライドを前記シェル及び前記中心部に関して保持すること、及び
前記磁石の状態を前記開放位置に変更させるために、前記電磁石で磁場を生成することによって、必要なときに、前記第１の永久磁石によってもたらされる前記磁束を少なくとも部分的に切ることによって特徴付けられる、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つのバネで力を生成し、前記第１の永久磁石によって生成される磁束が前記電磁石によって生成される磁場の故に十分に弱められるとき、その力は前記スライドを前記シェル及び前記中心部から機械的に切り離すよう努めることによって特徴付けられる、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記磁石の残部に対する前記スライドの動作をセンサで監視し、前記磁石が前記保持位置にあるときに動作が検出されるならば、前記電磁石コイルにより多くの電流をもたらすことによって前記磁石の前記保持力を増大させることによって特徴付けられる、請求項１７乃至１９のうちのいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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2014518018.tif 000022
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