(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−本体と、
−第１位置及び第２位置の間で、本体に対して移動可能に設けられたスライドであって、前記スライドは永久磁石と、前記永久磁石の対向する磁極面に取り付けられる円筒状第１磁極片と第２磁極片を有するスライド、を有する、
磁石であって、
前記本体は、
−磁性材料で造られ、互いに分離された第１セクション及び第２セクションであって、前記第１セクションは、前記スライドが、前記円筒状第１磁極片が底部に向けられるようにして内部に移動可能に配置される円筒状凹所を有する、第１セクション及び第２セクションと、
−前記第１セクションと前記第２セクションを連結する非磁性材料で造られる第３セクションを有し、
前記スライドの第１位置において、前記円筒状第１磁極片、前記永久磁石及び前記第２磁極片の少なくとも一部が前記円筒状凹所の内部に位置し、前記スライドの第２位置において、前記円筒状第１磁極片の少なくとも一部が前記円筒状凹所の内部に位置し、前記第２磁極片は前記円筒状凹所の外部に位置し、
前記第１セクション及び前記第２セクションは互いに平行に配置されるプレートである、
磁石。
【請求項２】
前記スライドの第１位置において、前記円筒状第１磁極片は前記円筒状凹所の底部に接触する、請求項１に記載の磁石。
【請求項３】
前記スライドの第２位置において、前記第２磁極片は前記第２セクションに接触する、請求項１又は請求項２に記載の磁石。
【請求項４】
前記スライドは、前記スライドの長手軸方向に延びる溝を有する、請求項１乃至３のいずれかに記載の磁石。
【請求項５】
前記円筒状凹所の壁は、前記第１セクションの管状部分によって画成される、請求項１乃至４のいずれかに記載の磁石。
【請求項６】
前記円筒状凹所は、前記第１セクション、前記第２セクション及び前記第３セクションによって画成されるキャビティに開口している、請求項１乃至３、請求項４を引用しない請求項５のいずれかに記載の磁石。
【請求項７】
−前記円筒状凹所と前記キャビティは媒体を含み、
−前記磁石は、前記スライドを動かすために、前記円筒状凹所及び前記キャビティの内外へ前記媒体を搬出入する手段を有する、請求項６に記載の磁石。
【請求項８】
前記円筒状凹所及び前記キャビティの内外へ前記媒体を搬出入する手段は、前記本体に一体化された第１通路及び第２通路を有し、前記第１通路の第１端部は、前記円筒状凹所に連通し、前記第２通路の第１端部は前記キャビティに連通している、請求項７に記載の磁石。
【請求項９】
前記第１通路の第２端部と前記第２通路の第２端部は、前記磁石の外部に開口している、請求項８に記載の磁石。
【請求項１０】
前記媒体はガスであり、前記円筒状凹所及び前記キャビティの内外へ前記媒体を搬出入する手段は、前記第１通路及び前記第２通路の第２端部に接続された空力学的システムを有する、請求項８又は９に記載の磁石。
【請求項１１】
前記媒体は液体であり、前記円筒状凹所及び前記キャビティの内外へ前記媒体を搬出入する手段は、前記第１通路及び前記第２通路の第２端部に接続された水力学的システムを有する、請求項８又は９に記載の磁石。
【請求項１２】
前記磁石は前記円筒状第１磁極片の回りに取り付けられたシールリングを有する、請求項１乃至３、請求項４を引用しない請求項５、請求項６−１１のいずれかに記載の磁石。
【請求項１３】
前記磁石は、前記本体に取り付けられるコイルを有し、前記コイルは、前記スライドを、前記コイルへ供給される電流の方向により前記第１位置及び前記第２位置へ動かすための磁力を発生するように構成されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の磁石。
【請求項１４】
前記磁石は、
−前記本体内の磁束密度を測定するように構成された磁束センサと、
−測定された前記磁束密度に基づいて前記スライドの位置を決定する、請求項１乃至１３のいずれかに記載の磁石。
【請求項１５】
前記磁束センサは、ホールセンサ、AMR磁気メータ、MEMSセンサ又はリードリレーである、請求項１４に記載の磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、添付された特許請求の範囲の独立請求項の前提部分に従う磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石は、運動を制御するため、電気回路をスイッチするため、及び対象物を動かすため、等のような種々の操作を実行するために多くの技術分野で使用されている。磁石には、典型的には、その磁気的状態を変更するための一定の機能性が与えられている。磁石は、例えば、磁界を生成するコイルを有し、その磁界は、そのコイルに与えられる電流の量と方向に依存する。
【０００３】
コイルは、単独で、或いは、永久磁石と組み合わされて使用され、そのコイルは、永久磁石により生成される磁界を増強させたり、或いは減少させたりするのに使用される。それとは別に、磁石は可動部を有し、その可動部の位置が磁石の磁気状態を決定する。永久磁石を有する可動部は、例えば、可動部を囲むように設けられたコイルにより生成される磁力によって磁石の本体に対して動かされる。
【０００４】
磁気状態を変えるための可動部を有する磁石の例は、WO  2012/160262に開示されている。WO  2012/160262の磁石は、いわゆる、双−安定磁石というもので、永久磁石を有する可動部が、２つの位置の間で磁石の本体に対して可動となるよに配置されている。第１の位置では、可動部は本体と接触し、これにより、永久磁石により発生する磁束が、本体を通り、取り付けられる対象物に向けられる。第２の位置では、可動部は、本体から離され、こんもため、本体内の磁束の流れが極めて減少し、これにより磁石の保持力が無視できるようになる。磁石の本体は、可動部の周りに配置されるコイルを有する。この可動部は、コイルを通して適切な方向に十分な量の電流を供給して２つの位置の間で動く。
【０００５】
国際公開WO  2012/160262号の磁石に関連する問題点は、可動部の第２の位置に関連する、即ち、可動部が本体に接触していない位置に関連する。可動部がその第２の位置に静止している状態にとどまることを確実にするため、いずれの電流も一定にコイルに供給される必要がる、或は、磁石に、可動部を第２位置の方向に押し付けるためのスプリングや他の手段を設けられる必要がある。
上記の第１の場合は、不利な点は、コイルに電力の消費であり、第２の場合は、不利な点は構造が複雑となり、損傷しやすく、磁石の故障をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主たる目的は、上述の従来の技術の問題点を低減、或いは除去することにある。
【０００７】
本発明の目的は、磁石がエネルギーを消費しない安定した磁気状態を持つ磁石を提供することにある。
【０００８】
本発明の目的は、また、少ないエネルギーで磁気状態を容易に変更し得る磁石を提供することにある。
【０００９】
本発明の更なる目的は、小さいサイズで大きな保持力を達成することができる構造を持つ磁石を提供することにある。更なる本発明の目的は、簡単な構造で、製造費が低廉であり、平均寿命が長く、信頼性の大きい磁石を提供することにある。
【００１０】
上述の目的を実現するため、本発明による磁石は、添付の特許請求の範囲の独立請求項の特徴部分によって与えられたものにより特徴付けられる。本発明の有利な実施例が添付の特許請求の範囲の従属項に記載される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による磁石は、
−本体と、
−前記本体に対し第１位置と第２位置との間で移動可能に設けられたスライドとを有し、
前記スライドは、永久磁石と、円筒状第１磁極片及び第２磁極片を有し、
前記磁極片は、前記永久磁石の対向する磁極面に取り付けられている。
【００１２】
本発明による典型的な磁石は、
永久磁石を有するスライドと、前記永久磁石の磁極表面の反対側に取り付けられた第１磁極片及び第２磁極片を有し、
前記スライドは、前記永久磁石により発生する磁束の通路を変更できるように、前記本体に対し、第１位置と第２位置の間で移動できるように設けられる。
【００１３】
本発明による典型的な磁石において、
前記本体は、磁性材料から成り、互いに分離した第１及び第２セクションを有し、
前記第１セクションは、円筒状凹所であって、、前記円筒状第１磁極片が前記円筒状の凹所の底部に向けられるようにして前記円筒状凹所の内部に前記スライドが移動可能に設けられる、円筒状凹所と、
前記第１セクションと前記第２セクションを連結する非磁性材料から成る
第３セクションを有し、
前記スライドの第１位置において、前記円筒状第１磁極片、前記永久磁石及び前記第２磁極片の少なくとも少なくとも一部は前記円筒状凹所の内部に位置し、前記スライドの第２位置において、前記円筒状第１磁極片の少なくとも一部が前記円筒状凹所の内部に位置し、前記第２磁極片が前記円筒状凹所のの外部に位置している。
【００１４】
本発明による磁石は、付着磁石であり、その磁力状態は、スライドを本体に対して１の位置から他の位置との間で動かすことにより変えることができる。
【００１５】
磁束が、第３セクションによって分離されている前記第１セクションと前記第２セクションを通して付着される対象物に向けられる。したがって、第１及び第２セクションは。互いに一定の距離だけ離れて磁気的に分離されている。
【００１６】
前記スライドの第１位置（OFF状態）において、永久磁石によって生成される磁束は、必然的に第１セクションによって短絡され、したがって、磁石は対象物に付着することができない、又は極めて弱く付着するだけとなる
スライドの第２位置（ON状態）においては、磁束は第１及び第２セクションを通して第１セクション及び第２セクションに接触している対象物に向けられる。対象物は、磁気回路を閉じ、したがって、磁石は対象物に付着される。第１及び第２位置は安定した位置であり、そこでは、スライドが他の位置に移動させる力により作動されるまで、スライドは静止している。
【００１７】
スライドの第１位置において、円筒状第１磁極片、永久磁石及び第２磁極片の少なくとも一部は、前記円筒状凹所の内部に位置している。スライドの第１位置において、永久磁石によって発生する磁束は、第１セクションによって短絡される。このことは、磁束は、１の磁極片から他の磁極片に、主として、円筒状凹所を囲む第１セクションを通して流れることを意味する。スライドの第１位置においてｍ円筒状第１磁極片は、磁束が円筒状第１磁極片と第１セクションの間を効果的に伝達するように、円筒状凹所の底部と接触することが好ましい。スライドの第１位置は、永久磁石が円筒状凹所の内部にあるとき、永久磁石の磁力がスライドを積極的に引きつける位置である。
【００１８】
スライドが第１位置から第２位置へ移動したとき、永久磁石は、移動する力に対する対向力として作用し、スライドを第１位置へ引き戻そうとする。スライドの第１位置においては、磁束は主に一方の磁極片から第１セクションに向けられ、第１セクションから他方の磁極片の方向に向けられ、この方向は、必然的に円筒状凹所の壁に直交する方向となる。
【００１９】
スライドの第２位置においては、円筒状第１磁極片の少なくとも一部は円筒状凹所の内部に位置し、第２磁極片は円筒状凹所の外部に位置する。
【００２０】
スライドの第２位置においては、永久磁石も、また、円筒状凹所の外側に位置することが好ましい。スライドの第２位置においては、第２磁極片は第２セクションと接触することが好ましく、これにより、磁束が第２磁極片と第２セクションとの間で効率的に伝達されることとなる。更に、円筒状第１磁極片は、磁束が円筒状第１磁極片と第１セクションの間で伝達するように、円筒状凹所の壁に接触する。
【００２１】
スライドの第２位置においては、磁束は、主として、円筒状第１磁極片と第１セクションの間で、円筒状凹所の壁に対して必然的に直交する方向に、また、第２磁極片と第２セクションの間で、スライドの底部に対して直交する方向に向けられる。したがって、第２磁極片への、又は第２磁極片からの磁束の方向は、スライドの第１位置と第２位置との間では約９０°の角度で回転することとなる。
【００２２】
スライドが第２位置にあるとき、永久磁石により発生する磁束は、第１及び第２セクションを通して付着される対象物に流れる。第１及び第２セクションは互いに第３セクションによって分離されているため、磁束は、第１セクションと第２セクションの間を直接に流れることは阻止される。第１セクション及び第２セクションの両方に接触して配置される対象物は磁気回路を閉じ、これにより、磁束が一方の磁極片から他方の磁極片に、第１及び第２セクションと対象物を通して伝達される。
【００２３】
本発明の磁石によれば、スライドは円筒状凹所内に移動可能に設けられる。このことは、スライドの少なくとも一部は、常に円筒状凹所内にあることを意味する。スライドの移動は、円筒状凹所の壁に機械的に支持される。スライドは円筒状凹所の軸方向に移動できる。スライドは、第３セクションによって結合される第１及び第２セクションに対して移動可能に配置される。スライドは、第１及び第２セクションの間でリニアに移動可能に設けられる。スライドは、第１及び第２セクションの間で人手により、例えば、スライドに取り付けられるシャフトにより、或いは、適宜の駆動手段により動かすことができるように設計される。
【００２４】
円筒状凹所の直径は、例えば、10mm未満、10-50mm、50-200mm又は200-500mmの範囲とすることができる。好ましくは、円筒状第１磁極片の直径は、前記円筒状凹所の直径より僅かに小さくしており、これにより、円筒状凹所は、スライドが第１位置と第２位置との間を動くとき、スライドを支持することができる。円筒状第１磁極片の直径は、例えば、2mm未満、0.5mm未満、0.01mm未満、又は円筒状凹所の直径より0.005-0.5mmだけ小さくすることができる。
【００２５】
本体のセクションは、種々の形とサイズを持つことができ、それらは、一又は複数の部品で形成することができる。本体の第１及び第２セクションは、例えば、プレートとすることができ、これにより、付着されるべき対象物が、第１及び第２プレートの側部に接触するようになる。本体のセクションは、第１セクションが、第２セクションを囲む第３セクションを囲むようにして互いに内部に配置される。第３セクションは、円筒状となり得る第２セクションの周囲に配置される円筒状とすることができる。第１及び第２セクションは、磁束を伝達することに適した磁性材料で造られる。第１及び第２セクションの磁性材料は、鉄、ニッケル、コバルト或いはそれらの合金のような強磁性材料である。第３セクションは、非磁性材料で造られ、これは、樹脂、真鍮或いはアルミニウムのような常磁性体、或いは、耐酸性スチール又はステンレススチールのような反磁性材料である。
【００２６】
本発明の１実施例によると、スライドは円筒状である。好ましくは、円筒状スライドの直径は円筒状凹所の直径より僅かに小さくされ、これにより、円筒状凹所の壁は、スライドが第１位置及び第２位置の間で動かされる間、円筒状スライドを効果的に支持することができる。
【００２７】
円筒状スライドの直径は、例えば、2mm未満、1mm未満、0.5mm未満、0.1mm未満、0.01mm未満或いは円筒状凹所の直径より0.005-0.5mmの範囲で小さくすることができる。スライドの長さは、例えば、3mm未満、3-10mm、10-100mm、又は100-500mmの範囲とすることができる。スライドの長さは、円筒状凹所の深さより大きいか或いは小さくすることができる。
【００２８】
スライドは、永久磁石が２つの磁極片の間に配置されるサンドイッチ構造を持つ。磁極片は永久磁石の異なる極に取り付けられ、磁性材料で造られて永久磁石により発生する磁束がそれらを通るようにしている。磁極片の磁性材料は、強磁性体であり、鉄が好ましい。永久磁石は、例えば、ニオイジウム磁石、アルニコ磁石、又はサマリウム−コバルト磁石である。
【００２９】
本発明の１実施例によると、第２磁極片は、円筒状である。好ましくは、スライドの磁極片は同じ直径を持つ。永久磁石は、円筒状で、磁極片と同じか、或いはより小さい直径を持つ。永久磁石の厚さは、磁極片より小さいことが好ましい。永久磁石は、１又は複数層で配置される複数の磁石片を有する。永久磁石は、例えば、セクター片の同じ極が永久磁石の同じ側に配置されるようにして１つの層で配置されるセクター片で形成される。
【００３０】
セクター片の数は、例えば、２，３，４−６又は７−１０とすることができる。それとは別に、永久磁石は、強磁性体のディスクが磁石片の間に配置され、磁石片の異なる極が互いに対面するようにして、積み重ねて配置されるようにすることができる。
【００３１】
本発明による磁石は、対象物を移動するために好適であり、したがって、持ち上げ磁石として使用できる。磁石は、下記のように、ある位置から他の位置に対象物を移動させるの使用できる。
【００３２】
先ず、対象物が第１及び第２セクションの付着面に接触するように磁石が対象物に接触して配置される。次に、スライドが第２位置に動かされ、その結果、磁石が対象物に付着される。次に、対象物が磁石と共に所定の位置に移動され、スライドを第１位置に動かすことにより、磁石が対象物から離される。
【００３３】
本発明の１実施例によると、永久磁石は円筒状であり、永久磁石の直径は第１磁極片及び第２磁極片の直径より小さい。永久磁石の直径をより小さくすることは、永久磁石が第１貫通穴部分の壁に永久磁石が接触することを防ぐ。
【００３４】
本発明の１実施例によると、第２セクションは、スライドが第２位置にあるとき、第２磁極片の少なくとも一部を受け入れるための第１セクションの円筒状凹所と整列して、円筒状凹所を有する。好ましくは、第２磁極片は円筒状である。第２セクションの円筒状凹所の深さは第１セクションの円筒状凹所の深さより小さい。
【００３５】
本発明の１実施例によると、スライドはスライドの軸方向に延びる溝を有する。
【００３６】
本発明の１実施例によると、円筒状凹所の壁は第１セクションの管状部分によって画成される。管状部分は、例えば、中空管とすることができる。
【００３７】
本発明の１実施例によると、第１及び第２セクションは互いに平行に配置されたプレートである。スライドは、プレートの面に直交する方向に移動するように設けられる。第１及び第２のプレートの形状は、プレート間での磁束の漏洩がより小さくなる、即ち、付着面積が大きくなるようにして最適化することができる。好ましくは、第１及び第２プレートは長方形である。第１及び第２プレートの厚さは、3mm未満、3-10mm、10-100mm又は100-500mmの範囲である。対象物と接触するように意図された第１及び第２プレートの側部は、直線状、湾曲状、又はベベル状とすることができる。好ましくは、対象物と接触するように意図された第１及び第２プレートの側部は、対象物の形状に対応した形状とすることが好ましい。
【００３８】
本発明の１実施例によると、第３セクションは、第１セクション及び第２セクションの間に取り付けられた複数の連結部材を有する。連結部材の数は適用例により変えることができる。第１及び第２セクションがプレートの場合、連結部材は第１及び第２プレートの各角部に取り付けられることが好ましく、これにより、第１及び第２プレートが長方形の場合、本体は４つの連結部材を有することとなる。好ましくは、連結部材はロッド或いはバーで、これらの第１端部は第１セクションに取り付けられ、これらの第２端部は第２セクションに取り付けられる。連結部材は、樹脂、真鍮又はアルミニウムのような常磁性体、或いは耐酸性スチール又はステンレススチールのような反磁性材料で造ることができる。
【００３９】
本発明の１実施例によると、円筒状凹所は、第１、第２及び第３セクションによって画成されるキャビティ内に開口する。キャビティは、例えば、円筒状とすることができる。第３セクションは、円筒状のキャビティの壁を画成する円筒状貫通穴を有することができる。第３セクションの円筒状貫通穴を閉鎖する第１及び第２セクションは、円筒状キャビティの端部を画成する。
【００４０】
本発明の１実施例によると、円筒状凹所とキャビティは媒体を収容し、磁石は、スライドを動かすための、前記媒体を円筒状凹所とキャビティの内外へ搬送するための手段を有する。スライドは、キャビティと円筒状凹所により形成される気密スペースの内外へ媒体を搬送することにより、本体に対して動かされる。媒体が円筒状凹所内に入り、キャビティから搬出されると、スライドは第２位置に向けて動く。媒体がキャビティ内に入り、円筒状凹所から搬出されると、スライドは第１位置に向けて動く。円筒状凹所とキャビティは媒体を搬送する手段により連結され、これにより、媒体は円筒状凹所からキャビティへ、及びその逆方向に搬送されることができる。これとは別に、媒体を搬送する手段は、円筒状凹所とキャビティ内の媒体を別個に制御するように設けることができる。この場合、媒体を搬送する手段は、円筒状凹所又はキャビティから搬出された媒体を受け入れるための、円筒状凹所とキャビティの両方ための容器を有することができる。
【００４１】
媒体を使用してスライドが動かされる場合の磁石の保持力は、無段階的に調節することができる。磁石の保持力は、スライドを適切な位置に配置することにより、所望の値にセットすることができる。保持力は、スライドを第２位置に向けて動かすことにより増加することができる。保持力は、スライドを第１位置に向けて動かすことにより減少させることができる。
【００４２】
本発明の１実施例によると、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送する手段は、本体に一体化された第１及び第２通路を有し、第１通路の第１端部は円筒状凹所に連通し、第２通路の第１端部はキャビティに連通する。媒体は、それぞれ第１及び第２通路を通して円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送される。好ましくは、第１通路の第１端部は、円筒状凹所の底部を画成する第１セクションの部分を通して円筒状凹所に連通するように設けられ、第２通路の第１端部は、スライドが第２位置にあるとき、スライドに接触する第２セクションの部分を通してキャビティと連通するように設けられる。  通路の第２端部は、円筒状凹所から搬出された媒体をキャビティへ、また、その逆方向に搬送されるように、互いに接続される。磁石は、複数の第１及び第２通路を有することができる。第１及び第２通路の数は、例えば、２−４，５−１０或いは１０−３０である。
【００４３】
本発明の１実施例によると、第１通路及び第２通路の第２端部は、磁石の外部に開口している。したがって、第１及び第２通路は本体を通して延びている。
【００４４】
本発明の１実施例によると、媒体はガスであり、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送する手段は、第１及び第２通路の第２端部に接続される空気圧システムを有する。
【００４５】
本発明の１実施例によると、媒体は液体であり、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送する手段は、第１及び第２通路の第２端部に接続される水力学的システムを有する。
【００４６】
本発明の１実施例によると、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外に搬送する手段は、第１及び第２通路に接続されるポンプを有する。ポンプは、媒体を２方向に搬送するように構成され、これにより、媒体は、円筒状凹所からキャビティへ、及びその逆方向へ搬送する。媒体の種類により、ポンプは、ピストンポンプ、スクリュウポンプ又はギアポンプのような水力学的ポンプ又は空気圧ポンプとすることができる。媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送するため、通路の第２端部に接続する既存の空気力学的又は水力学的システムを使用することも可能である。
【００４７】
本発明の１実施例によると、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外に搬送するための手段は、ポンプと第１通路の第２端部の間に接続された第１パイプと、ポンプと第２通路の第２端部の間に接続された第２パイプを有する。
【００４８】
本発明の１実施例によると、媒体はガス又は液体である。磁石のための好適なガスは、例えば、空気である。磁石のための好適な液体は、オイル又は水である。好ましくは、使用される液体は、スライドと円筒状凹所の間の摩擦を減少させる潤滑剤である。
【００４９】
本発明の１実施例によると、磁石は円筒状の第１磁極片の回りに取り付けられたシールリングを有する。円筒状第１磁極片は、シールリングが設けられる溝を有する。シールリングは、円筒状凹所とキャビティによって形成される気密スペースを２つの部分に分割し、それらの部分の間で媒体が流れることを阻止する。シールリングは、十分な圧力差をつくることを容易にし、スライドの移動を効率的に可能とする。シールリングは、例えば、シリコン、エチレン−プロピレン、窒化ブタジエンゴム、又はアセタール樹脂又はそれらの化合物である。
【００５０】
本発明の１実施例によると、スライドは、シールリングを保持するための円筒状第１磁極片の頂部に取り付けられるキャップを有する。キャップは、シールリングが設けられる溝を有する。溝は、円筒状第１磁極片に取り付けられるキャップの端部の近傍に設けられることが好ましい。溝は、キャップと円筒状第１磁極片の間に位置するようにすることができる。キャップは、磁性材料又は非磁性材料とすることができる。
【００５１】
本発明の１実施例によると、磁石は円筒状凹所の壁に取り付けられるシールリングを有する。
【００５２】
本発明の１実施例によると、磁石は、本体に取り付けられたコイルであって、コイルに供給される電流の方向によりスライドを第１位置又は第２位置に向けて移動させるための磁力を発生するように構成されたコイルを有する。好ましくは、コイルは、少なくとも部分的にスライドを囲むようにして設けられる。コイルは、主として、スライドを第１位置から第２位置へ動かすために使用されるが、磁石の保持力を調節するために使用することもできる。スライドが第２位置にあるとき、コイルに電流を適切な方向に供給することにより、磁石の保持力を増加又は減少することができる。
【００５３】
本発明の１実施例によると、磁石は、コイルに電流を供給する手段を有する。電流を供給する手段は、例えば、制御ユニットを介してコイル接続されるバッテリを有することができる。制御ユニットは、コイルに供給される電流の量と方向を制御するように構成される。制御ユニットは、磁石を使用するための１又は複数の作動スイッチ、及び/又は遠隔制御装置からの制御命令を受けるたｍの無線受信器を有することができる。制御ユニットは、また、磁石の状態を示すための１又は複数の表示ライト、及び/又は遠隔制御装置に状態情報を伝達するための無線送信器を有することができる。
【００５４】
磁石の状態、即ちスライドの位置は、所定の持続期間、大きさ及び極性を持つ電流パルスにより変化させることができる。磁石の状態を変化させるの必要な電流パルスの持続期間と大きさは、磁石の構造とサイズ、及び付着される対象物の磁気的特性に大きく依存する。電流パルスの極性は、スライドが動かされる方向に依存する。典型的には、電流パルスの持続期間は30-300msである。
【００５５】
本発明の１実施例によると、スライドは、第２磁極片から第２セクションの穴に向けて延びる案内ロッドを有する。円筒状凹所の長手軸方向に延びる案内ロッドは、スライドを部分的或いは全体を通して延びるように設けることができる。案内ロッドは、好ましくは、少なくとも案内ロッドの一部が常に穴内にとどまるようなサイズとされる。案内ロッドの目的は、スライドが円筒状凹所の長手軸方向以外の方向に動くことを低減するためである。案内ロッドは、樹脂、真鍮又はアルミニウムのような常磁性体、或いは耐酸性スチール又はステンレススチールのような反磁性材料とすることができる非磁性材料で造られる。
【００５６】
本発明の１実施例によると、磁石は本体内の磁束密度を測定するように構成された磁束センサと測定された磁束密度に基づいてスライドの位置を決定する手段を有する。磁束センサにより、磁束密度に応答して電圧出力及び/又は電流出力を変化させる変換器を意味する。磁束センサは第１又は第２セクションに取り付けることができる。第１及び第２セクションの磁束経路はスライドの位置に依存するため、スライドの位置は、磁束センサの電圧及び/又は電流出力から決定することができる。
【００５７】
スライドの位置を決定するための手段は、例えば、磁束センサの電圧及び/又は電流出力に対する応答として、スライドがどの位置にあるかを特定する出力信号を提供する比較回路とすることができる。また、磁束センサは、スライドの位置を直接に二値出力として示すように構成してもよい。磁束センサは、また、対象物が磁石に付着されているかどうかを検出するために使用されてもよい。
【００５８】
磁束センサは第１又は第２セクションの内部、或いはそれらの上に取り付けて設けることができる。もし、磁束センサが第１セクションに設けられれば、そのセクションの円筒状凹所を囲む部分の内部に設けることが好ましい。
【００５９】
磁石は、異なる空間位置及び/又は方向の磁束密度を測定するように構成された複数の磁束センサを有することができる。磁束センサの数は、例えば、２，３、或いは３より多くすることができる。好ましくは、磁束センサは対角線の方向に磁束密度を測定するように構成される。
【００６０】
本発明の１実施例によると、磁束センサは、ホールセンサ、AMR磁気メータ、MEMSセンサ又はリードリレーのうちの１つである。
【００６１】
本発明による磁石の有利な点は、スライドが２つの位置のいずれかにあるとき、磁石はエネルギーを消費しないことにある。また、磁石は、スライドを２つの位置のいずれかに維持するするために複雑な構造を必要としない。事実、スライドは、永久磁石により発生する磁界により、２つの両方の位置にとどまる。磁石の他の有利な点は、磁力状態が容易に変えられる点である。更に他の有利な点は、磁石をきわめて頑丈で信頼できるものとする簡単な構造にある。磁石の更なる利点は、小さいサイズで大きい保持力を提供する点にある。
【００６２】
磁石の更なる有利な点は、スライドの第１位置において磁気回路が閉じられるため、永久磁石の消磁化が極めて低減される点にある。更なる利点は、磁石がOFF状態のとき、保持力が最小となる点である。
【００６３】
本書面に記載された本発明の例示的実施例は、添付の特許請求の範囲の適用可能性への限定を意味するものと解釈されてはならない。本書面では、用語「有する」は記載されない特徴の存在を排除しない、「開かれた限定」として使用されている。従属請求項に記載された特徴は、特に明示的に記載されていない限り、互いに自由に組み合わせることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１ａ】本発明の第１実施例による磁石の断面図を示す。
【図１ｂ】本発明の第１実施例による磁石の断面図を示す。
【図２】スライドが第１位置にあるときの、図１a及び１bの磁石により発生する磁界を示す図である。
【図３】スライドが第２位置にあるときの、図１a及び１bの磁石により発生する磁界を示す図である。
【図４ａ】本発明の第２実施例による磁石の断面図を示す図である。
【図４ｂ】本発明の第２実施例による磁石の断面図を示す図である
【発明を実施するための形態】
【００６５】
異なる実施例において、同じ或いは類似の要素には同じ符号が用いられている。
【００６６】
図１aと図１bは本発明の第１実施例による磁石の断面を示している。磁石は、本体１０２に対し、第１及び第２位置との間で移動可能に設けられたスライド１０１を有している。磁石は、スライド１０１が第１位置にあるときは、OFF状態にあり、スライド１０１が第２位置にあるときは、ON状態にある。図１aと図１bはON状態の磁石を示している。
【００６７】
スライド１０１は円筒状であり、永久磁石１０３と、永久磁石１０３の対向する磁極面に取り付けられている第１及び第２磁極片１０４，１０５を有している。スライド１０１は、また、第１磁極片１０４の回りに取り付けられるシールリング１０６を有している。本体１０２は、磁性材料で造られ、非磁性材料で造られる第３セクション１０９に取り付けられる第１及び第２セクション１０７，１０８を有している。第１及び第２セクション１０７，１０８は、長方形のプレートである。付着されるべき対象物（図１a,１bには図示せず）は、第１及び第２セクション１０７、１０８の側部と接触するようにされている。
【００６８】
第１セクション１０７は、第１、第２及び第３セクションによって画成されるキャビティ１１１内に開口する円筒状凹所１１０を有する。円筒状凹所１１０の壁は第１セクション１０７の管状部分によって画成されている。スライド１０１は、第１磁極片１０４が円筒状凹所１１０の底部に向けられるようにして円筒状凹所１１０内に移動可能に配置されている。シールリング１０６が、シールリング１０６が円筒状凹所１１０の内部に位置するような位置に第１磁極片１０４の回りに取り付けられている。スライドが第１位置にあるとき、第１磁極片１０４，永久磁石１０３及び第２磁極片１０５は円筒状凹所１１０の内部に位置する。スライドが第２位置にあるとき、第１磁極片１０４の一部は円筒状凹所１１０の内部に位置し、永久磁石１０３と第２磁極片１０５は円筒状凹所１１０の外部位置する。
【００６９】
スライド１０１は、キャビティ１１１及び円筒状凹所１１０によって形成される気密スペースの内外へ空気を搬入、搬出させることにより、本体１０２に対して動かされる。空気は円筒状凹所１１０内に供給され、キャビティ１１１から排出されるとき、スライド１０１は第２位置の方向へ移動する。空気が、キャビティ１１１内に供給され、円筒状凹所１１０から排出されるとき、スライド１１０は、第１位置の方向へ移動する。
【００７０】
空気は、本体１０２に一体化された第１及び第２通路１１６，１１７に第１及び第２パイプを介して接続されている空気圧システムを使用して、円筒状凹所１１０及びキャビティ１１１の内部へ、又は外部へ搬送される。
第１通路１１６の第１端部は、円筒状凹所１１０の底部を画成する第１セクション１０７の一部を通して円筒状凹所１１０に連通している。第２通路１１７の第１端部は、スライド１０１が第２位置にあるとき、スライド１０１と接触する第２セクション１０８の一部を通してキャビティ１１１と連通するようにされている。
【００７１】
図２は、図ライド１０１が第１位置にあるときの、図１a、図１bの磁石により発生される磁界を示す。磁界は磁力線で示されている。スライド１０１の第１位置においては、第１磁極片１０４，永久磁石１０３及び第２磁極片１０５は円筒状凹所１１０の内部に位置し、その結果、永久磁石１０３から発生する磁束は、１の磁極片から他の磁極片に、主として第１セクション１０７の管状部分１１２を通して流れる。スライド１０１の第１位置においては、第１磁極片１０４は円筒状凹所１１０の底部に接触する。永久磁石１０３から発生する磁束は第１セクション１０７によって短絡されるため、磁石の保持力は無視できる程度であり、したがって、磁石は対象物２００に付着することができない。
【００７２】
図３は、スライド１０１が第２位置にあるときの図１a及び図１bの磁石により発生する磁界を示す。磁界は磁力線によって示されている。スライド１０１の第２位置において、第１磁極片１０４の一部は円筒状凹所１１０の内部に位置し、永久磁石１０３及び第２磁極片１０５は円筒状凹所１１０の外部に位置する。第２磁極片１０５は第２セクション１０８と接触しており、したがって、磁束は第２磁極片１０５と第２セクション１０８の間を効率的に伝達する。
第１及び第２セクション１０７，１０８の両方に接触するようにされた対象物２００は磁気回路を閉じ、これにより、磁束は、第１及び第２セクション１０７，１０８及び対象物２００を通して一方の磁極片から他方の磁極片に伝達される。したがって、磁石は、対象物に付着される。
【００７３】
図４a及び図４bは本発明の第２実施例による磁石の断面図を示す。磁石は、第１位置と第２位置との間で、本体１０２に対して移動可能に設けられたスライド１０１を有している。スライド１０１は円筒状であり、永久磁石１０３，永久磁石１０３の対向する磁極面に取り付けられる第１及び第２磁極片１０４，１０５を有している。また、スライド１０１は、スライド１０１の長手軸方向に延びる溝４０１を有している。本体１０２は磁性材料で造られ、非磁性材料で造られる第３セクション１０９に取り付けられる第１及び第２セクション１０７，１０８を有している。第１及び第２セクション１０７、１０８は長方形プレートである。
【００７４】
第１セクション１０７及び第２セクション１０８の両方は、第１、第２及び第３セクション１０７，１０８，１０９によって画成されるキャビティ１１１内に開口する円筒状凹所１１０，４０２を有する。
円筒状凹所１１０，４０２は、それぞれ、第１及び第２セクション１０７，１０８にくり抜かれている。
【００７５】
スライド１０１は、第１セクション１０７の円筒状凹所１１０内に移動可能に配置されており、スライド１０１の第１位置において、第１磁極片１０４，永久磁石１０３及び第２磁極片１０５が円筒状凹所１１０の内部に位置し、スライド１０１の第２位置において、第１磁極片１０４の一部が円筒状凹所１１０の内部に位置し、永久磁石１０３と第２磁極片１０５が円筒状凹所１１０の外部に位置するようにされている。スライド１０１の第２位置において、第２磁極片１０５は第２セクション１０８の円筒状凹所４０２内に位置する。
【００７６】
磁石は、第３セクション１０９に取り付けられるコイル４０３を有する。このコイル４０３は、スライド１０１を、コイル４０３に供給される電流の方向により第１又は第２位置へ動かす磁力を発生するように構成されている。磁石は、制御ユニット４０５を介してコイル４０３に接続されるバッテリ４０４を有している。制御ユニット４０５は、コイル４０３に対してバッテリ４０４から供給される電流の量と方向を制御する。磁石の状態、即ち、スライド１０１の位置は、所定の持続期間、大きさ及び極性を持つ電流パルスによって変えられる。スライド１０１の位置は、円筒状凹所１１０に近傍で、第１セクション１０７の内部に設けられた磁束センサ４０６により決定される。
【００７７】
図面は、本発明の有利な実施例のみを示したものである。当業者にとっては本発明が上述の実施例のみに制限されるものでなく、本発明は、添付の特許請求の範囲の限定の範囲内で変更可能であることは明かであろう。従属請求項にはいくつかの可能な実施例が記載されているが、それらは、本発明の保護範囲を限定するものとみなされてはならない。
【図１ａ】
0006514219.tif 000002
【図１ｂ】
0006514219.tif 000003
【図２】
0006514219.tif 000004
【図３】
0006514219.tif 000005
【図４ａ】
0006514219.tif 000006
【図４ｂ】
0006514219.tif 000007