(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．複数の電磁石の同じ磁極にそれぞれ先端が球形叉は尖形の軟磁性体を付けて軟磁性体の先端を向かい合わせる。
２．軟磁性体の先端部分における磁力の大きさは、外部磁場の変化及び電磁石を流れる電気量の変化により変わる。
３．先端部分における磁力の大きさが異なる時、軟磁性体の先端の間の距離が一定値以上であると、電磁石は互いに働く磁力の斥力により分離するが、先端の間の距離が一定値未満であると、電磁石は互いに働く磁力の引力により軟磁性体の先端部分で連結する。
４．電磁石が軟磁性体を挟んで連結している時、同じ磁極の磁場がぶつかり合う部分（以下、磁壁と表現する）が外部磁場の変化及び電磁石を流れる電気量の変化により軟磁性体の連結部分に移動すると、電磁石は互いに働く磁力の斥力により分離する。
以上の特徴を持つ連結機能を備えた装置。
【請求項２】
１．電磁石の同じ磁極にそれぞれ先端が球形叉は尖形の軟磁性体を付けて軟磁性体の先端同士を向かい合わせる。
２．先端部分における磁力の大きさが異なる時、軟磁性体の先端の間の距離が一定値以上であると、電磁石は互いに働く磁力の斥力により分離するが、先端の間の距離が一定値未満であると、電磁石は互いに働く磁力の引力により軟磁性体の先端部分で連結する。
３．各々の電磁石に別々の電線を連結棒で取り付ける。
４．複数の電磁石が連結すると各々の電線も連結する。
５．電流調整器を介して電線を流れる電流の一部を電磁石に流して磁場を発生させる。
６．軟磁性体の先端部分における磁力の大きさは、電流調整器及び電線を流れる電流の大きさによって変化する。
７．電磁石が軟磁性体を挟んで連結している状態で、磁壁が電磁石を流れる電気量の変化により軟磁性体の連結部分に移動すると、電磁石は互いに働く磁力の斥力により分離して、これと同時に電線も分離する。
以上の特徴を持つスイッチ機能を備えた装置。
【請求項３】
１．固定側電磁石とこの固定側電磁石に分離可能な可動側電磁石の同じ磁極にそれぞれ先端が球形の軟磁性体を付けて、軟磁性体の先端同士を向かい合わせる。
２．先端部分における磁力の大きさが異なる時、軟磁性体の先端の間の距離が一定値以上であると、電磁石は互いに働く磁力の斥力により分離するが、先端の間の距離が一定値未満であると、電磁石は互いに働く磁力の引力により軟磁性体の先端部分で連結する。
３．可動側電磁石が軟磁性体を挟んで固定側電磁石に連結している状態で、固定側電磁石に垂下している。
４．固定側電磁石に電磁石の連結部分と同じ磁極の磁気を外部から受けて、磁壁が連結部分に移動すると互いに働く磁力の斥力により可動側電磁石が落下する。
５．この分離した可動側電磁石でランプスイッチを押して警告ランプを点灯させることにより、外部からの磁気を知らせる装置が作動する。
以上の特徴を持つ磁気のセンサー機能を備えた装置。
【請求項４】
１．電磁石と永久磁石の同じ磁極にそれぞれ先端が球形叉は尖形の軟磁性体を付けて軟磁性体の先端を向かい合わせる。
２．軟磁性体の先端部分における磁力の大きさは、外部磁場の変化及び電磁石を流れる電気量の変化により変わる。
３．先端部分における磁力の大きさが異なる時、この２つの軟磁性体の先端の間の距離が一定値以上であると、電磁石と永久磁石は互いに働く磁力の斥力により分離するが、先端の間の距離が一定値未満であると，電磁石と永久磁石は互いに働く磁力の引力により軟磁性体の先端部分で連結する。
４．電磁石と永久磁石は軟磁性体を挟んで連結している時、磁壁が外部磁場の変化及び電磁石を流れる電気量の変化により、軟磁性体の連結部分に移動すると、電磁石と永久磁石は互いに働く磁力の斥力によって分離する。
以上の特徴を持つ連結機能を備えた装置。
【請求項５】
１．複数の永久磁石の同じ磁極にそれぞれ先端が球形叉は尖形の軟磁性体を付けて軟磁性体の先端を向かい合わせる。
２．軟磁性体の先端部分における磁力の大きさは、外部磁場の変化により変わる。
３．先端部分における磁力の大きさが異なる時、軟磁性体の先端の間の距離が一定値以上であると、永久磁石は互いに働く磁力の斥力により分離するが、先端の間の距離が一定値未満であると、永久磁石は互いに働く磁力の引力により軟磁性体の先端部分で連結する。
４．永久磁石が軟磁性体を挟んで連結している時、磁壁が外部磁場の変化により軟磁性体の連結部分に移動すると、永久磁石は互いに働く磁力の斥力により分離する。
以上の特徴を持つ連結機能を備えた装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気と磁気のセンサー機能とスイッチ機能と連結機能を兼ね備えた装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気センサーとスイッチの機能を兼ね備えた装置、磁気センサーとスイッチの機能を兼ね備えた装置、電気と磁気のセンサー機能とスイッチの機能を兼ね備えた連結装置はある。しかし、これらのセンサー機能とスイッチ機能と連結分離機能はそれぞれ別個の部品が用いられていたため、電気回路や部品が多くなり、構成が複雑になっていた。そのため、修理、設計、製造等の費用が高かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電気回路や機械的構成が単純で電気と磁気のセンサー機能とスイッチ機能と連結時の安定性と連結角度の自由度が高い連結機能を兼ね備えた装置の提供。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
２つの磁石（電磁石叉は永久磁石）の同じ磁極の部分に先端が球形叉は尖形の軟磁性体を付ける。この軟磁性体の先端での磁力の大きさが異なる場合、先端間の距離が一定の値以上であると、この２つの磁石は相互に磁力の斥力を受けて反発し合い、この距離が一定の値より小さくなる場合、この２つの磁石は相互に磁力の引力を受けて軟磁性体の先端部分で連結される。これは、同じ磁極の磁力がぶつかり合ってできる磁界の壁（磁壁）がどちらか一方の軟磁性体内にできるためである。この磁石の磁力の大きさや方向が外部磁界の変化の影響を受けて変化した時及び磁石自体の磁力を変化させた時、磁壁は移動する。また、どちらか一方叉は両方の磁石が電磁石である場合、電磁石を流れる電流の大きさが変化した時にも磁壁が移動する。磁石の磁力が変化して磁壁が軟磁性体の連結部分に移動した場合、この２つの磁石は、相互に働く磁力の斥力により反発し合って分離する。この原理を利用することにより、本発明に電気と磁気のセンサー機能を兼ね備えることができる。電線等がこの２つの磁石を連結叉は分離する磁力を用いて自らの連結叉は分離を行うようにすることにより、本発明にスイッチ機能を持たせることができる。本発明は以上の特徴を持つ構成により、以上のような課題を解決する。
【０００５】
磁石の異なる磁極に先端が球形叉は尖形の軟磁性体を付けて、この軟磁性体の先端で連結する場合、磁力の引力により、この軟磁性体の連結表面圧力が加わり連結表面での摩擦が大きくなるため、相互叉は一方が回転した状態で連結状態を維持するためには、大きな回転力を与え続けなければならない上、その連結の安定性が低い。しかし、磁石の同じ磁極に先端が球形叉は尖形の軟磁性体を付け、この軟磁性体の先端で連結する場合、連結部分では磁力の引力が働き、それ以外の部分では斥力が働くので、軟磁性体の連結表面での摩擦が非常に小さくなる。そのため、相互叉は一方が回転した状態で連結状態を維持するために大きな回転力を与え続ける必要はなく、小さな回転力を与えるだけでよい上、連結の安定性も高い。そして、軟磁性体の先端が球形の場合、先端が棒状の軟磁性体を同じ磁極に付けた場合と比較して、連結角度の自由度と安定性が高くなり、連結時の磁石の距離は小さくなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１、図２、図３は、磁壁の位置により、先端が球形の軟磁性体を同じ磁極に付けた２つの電磁石の連結と分離が決まる原理を示したものである。図１は、２つの電磁石の同じ磁極に付いている鉄部材の先端の距離が一定の値以上であり、磁壁が鉄部材の先端の間に位置して、２つの電磁石が相互に磁力の斥力を受けて反発し合う状況にある場合を示したものである。図２は、この距離が一定の値より小さくなり、磁壁が鉄部材（１０’）の内部に位置して、この２つの電磁石が相互に磁力の引力を受けて軟磁性体の先端部分で連結される場合を示したものである。図３は、どちらか一方叉は両方の電磁石の磁力が変化することにより、磁壁が鉄部材の連結部分に移動して、２つの電磁石が相互に磁力の斥力を受けて分離する場合を示したものである。
【０００７】
図４と図５は、本発明を直流電流のブレーカーとしで利用する実施例を示している。電線（３）を流れる直流電流（Ｉ）の一部の電流（ｉ）は電流調整器（５ａ）を通って、電磁石（２）のコイル線を流れた後、電線（４）を流れる。電流調整器（５ａ）で電流（Ｉ）と電流（ｉ）の大きさの比率を調整する。外部電源（１９）の電流は、電磁石（１）のコイル線を流れる。この電流の大きさを電流調整器（５）で調整して電磁石（１）の磁力の強さを変えることにより、電磁石（１）と電磁石（２）が分離してブレーカー機能が働く時の電磁石（２）の磁力の大きさ、すなわち、電流（Ｉ）の大きさを変える。電流調整器（５）と電流調整器（５ａ）で電磁石（１）と電磁石（２）が分離する時の電磁石（１）と電磁石（２）の磁力の大きさを調整して、ブレーカー機能が働く時の電流（Ｉ）の大きさを自由に設定する。ブレーカー機能が働いて電線（３）と電線（４）が分離した後、電磁石（１）と電磁石（２）の間に斥力が働いているため、装置が傾いたり、振動を受けた場合でも、電磁石（１）と電磁石（２）が容易に連結して、電線（３）と電線（４）が連結されることはない。ブレーカー機能が働いた後、電流（ｉ）の値をゼロにすると、電磁石（１）の磁力が電磁石（２）の内部にある鉄芯に作用して、電磁石（１）と電磁石（２）は再び連結されると同時に、電線（３）と電線（４）も連結する。
【０００８】
なお、電線（３）に高い電圧が掛かって、電磁石（１）と電磁石（２）に働く斥力だけでは電線（３）と電線（４）が完全に分離しない場合、外部から機械的に力を電磁石（２）に加えて分離させる。また、ブレーカー機能が働いて分離している電磁石（１）と電磁石（２）の距離が長く、電磁石（１）と電磁石（２）の間に働く磁力の引力だけでは電線（３）と電線（４）が再度、連結されない場合、外部から機械的に力を電磁石（２）に加えて、電磁石（２）を電磁石（１）に近付けて連結させる。この実施例は、外部から機械的に力を加える必要がない場合のものである。
【０００９】
図６、図７は、本発明を磁気センサー機能を持つ連結分離装置として利用する実施例を示している。固定された電磁石（６）は、外部から近付いて来る永久磁石（８）の磁力の影響を受ける。そして、電磁石（６）と電磁石（７）の磁壁の位置は鉄部材（９）から鉄部材（１０）との連結部分に移動して、電磁石（６）と電磁石（７）は、相互に磁力の斥力が働いて分離する。分離した電磁石（７）は、ランプスイッチ（１１）を押して警告ランプ（１２）が点灯する。電流調整器（５）で電磁石の磁力を変えることにより、外部磁気に対する感度を調整することができる。
【００１０】
図８、図９は、その連結部での摩擦係数が小さく、連結安定性が高いことを利用して、本発明が回転する被連結体を連結及び分離機能を備えた受軸として用いた実施例を示している。鉄部材（１６）はモーター（１５）の動力を受けて回転している棒（１４）の受軸として永久磁石（１７）と連結している。電磁石（１３）の磁力を電流調整器（５）で強めて、鉄部材（１６）と永久磁石（１７）を分離する。電磁石（１３）は支柱に固定されているため、永久磁石（１７）から斥力を受けても移動しない。一方、モーター（１５）と鉄部材（１６）と棒（１４）を取り付けた台車（１８）は、永久磁石（１７）が電磁石（１３）から受ける斥力によって移動する。
【００１１】
【考案の効果】
本発明は、２つの磁石だけでなく、複数の永久磁石及び電磁石を様々な角度から同時に一つの軟磁性体で連結することが可能である。また、軟磁性体を鉄などの電導性のあるものにすれば、電流を直接、軟磁性体に流すことができるため、本発明に電気回路としての機能を兼ね備えることができる。本発明は、単に構成が簡単で磁気と電気のセンサー機能と連結分離機能を持つだけでなく、被連結体の連結時における安定性と連結角度の自由度が高く、連結面での摩擦が小さい。そのため、被連結体を回転している状態を維持しながら、連結及び分離を行うことが可能であり、電気機器、航空宇宙機器、輸送機器などの広い分野で利用できる。また、用途に応じて、磁石として超電導磁石を用いることも可能である。交流電流が流れる電線のブレーカーとして使用する場合、この交流電流の一部を整流器を用いて整流電流にして、電磁石に流れるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】連結する基本原理の説明図
【図２】連結する基本原理の説明図
【図３】連結する基本原理の説明図
【図４】実施例の連結状態での側面図
【図５】実施例の分離状態での側面図
【図６】実施例の連結状態での側面図
【図７】実施例の分離状態での側面図
【図８】実施例の連結状態での側面図
【図９】実施例の分離状態での側面図
【符号の説明】
【００１３】
１        電磁石
１’      電磁石
２        電磁石
２’      電磁石
３        電線
４        電線
５        電流調整器
５’      電流調整器
５ａ      電流調整器
６        電磁石
７        電磁石
８        永久磁石
９        鉄部材
９’      鉄部材
１０      鉄部材
１０’    鉄部材
１１      ランプスイッチ
１２      警告ランプ
１３      電磁石
１４      棒
１５      モーター
１６      鉄部材
１７      永久磁石
１８      台車
１９      電源
１９’    電源
２０      非磁性体材質の筒
Ｉ、ｉ    電流
【図１】
0004135228.tif 000002
【図２】
0004135228.tif 000003
【図３】
0004135228.tif 000004
【図４】
0004135228.tif 000005
【図５】
0004135228.tif 000006
【図６】
0004135228.tif 000007
【図７】
0004135228.tif 000008
【図８】
0004135228.tif 000009
【図９】
0004135228.tif 000010