(57)【要約】少量のエネルギの消耗で永久磁石からの磁束を制御し、装置の外部への磁場を発生又は除去できる磁束制御装置を提供する。各々第１面と第２面が形成された強磁性体のＮポールピース（以下、ｐｐと略）及びＳｐｐと、ＮｐｐにＮ極が接触し、ＳｐｐにＳ極が接触配置された永久磁石とを備えるｐｐアセンブリ；各々第１面と第２面が形成された強磁性体の第１外側ｐｐ、第２外側ｐｐ及びベースｐｐ；Ｎｐｐ、Ｓｐｐ、第１外側ｐｐ、第２外側ｐｐ及びベースｐｐの少なくとも一つに巻き付けられるコイル；コイルへの印加電流の制御装置；を含む。ＮｐｐとＳｐｐの一方は他方を囲む。ｐｐアセンブリは、ベースｐｐの第１面と第２面が、Ｎｐｐの第１面とＳｐｐの第１面から各々磁気的に離隔／接触し、Ｎｐｐの第２面とＳｐｐの第２面が、第１外側ｐｐの第１面と第２外側ｐｐの第１面に各々磁気的に接触／離隔する第１位置／第２位置の間で移動可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と第２面が形成され、強磁性体であるＮポールピースと、第１面と第２面が形成され、強磁性体であるＳポールピースと、前記ＮポールピースにＮ極が接触し、前記ＳポールピースにＳ極が接触するように配置される永久磁石とを備えるポールピースアセンブリ、
第１面と第２面が形成され、磁性体である第１外側ポールピース、
第１面と第２面が形成され、磁性体である第２外側ポールピース、
第１面と第２面が形成され、磁性体であるベースポールピース、
前記Ｎポールピース、前記Ｓポールピース、前記第１外側ポールピース、前記第２外側ポールピース及び前記ベースポールピースの少なくとも一つに巻き付けられるコイル、及び
前記コイルに印加される電流を制御する制御装置を含み、
前記Ｎポールピースの第１面は、前記ベースポールピースの第１面と対面し、前記Ｓポールピースの第１面は、前記ベースポールピースの第２面と対面し、前記Ｎポールピースの第２面は、前記第１外側ポールピースの第１面と対面し、前記Ｓポールピースの第２面は、前記第２外側ポールピースの第１面と対面し、
前記ポールピースアセンブリは、前記ベースポールピースの第１面及び第２面が、前記Ｎポールピースの第１面及び前記Ｓポールピースの第１面から各々磁気的に離隔され、前記Ｎポールピースの第２面と前記Ｓポールピースの第２面が、前記第１外側ポールピースの第１面と前記第２外側ポールピースの第１面と各々磁気的に接触する第１位置と、前記ベースポールピースの第１面及び第２面が、前記Ｎポールピースの第１面及び前記Ｓポールピースの第１面と各々磁気的に接触し、前記Ｎポールピースの第２面及び前記Ｓポールピースの第２面が、前記第１外側ポールピースの第１面及び前記第２外側ポールピースの第１面から各々磁気的に離隔される第２位置との間で移動可能であり、
前記制御装置は、前記コイルに印加される電流を制御することにより、前記ポールピースアセンブリの位置を前記第１位置と前記第２位置との間で転換させ、これによって、前記第１外側ポールピースの第２面と前記第２外側ポールピースの第２面との間の磁束の変化を引き起こす、ことを特徴とする磁束制御装置。
【請求項２】
前記Ｓポールピースは、第１Ｓポールピースであり、前記永久磁石は、第１永久磁石であり、
第１面と第２面が形成され、強磁性体である第３外側ポールピースをさらに含み、
前記ポールピースアセンブリは、第１面と第２面が形成され、強磁性体である第２Ｓポールピースと、前記ＮポールピースにＮ極が接触し、前記第２ＳポールピースにＳ極が接触するように配置される第２永久磁石をさらに含み、
前記ベースポールピースは、第３面をさらに備え、
前記第２Ｓポールピースの第１面は、前記ベースポールピースの第３面と対面し、前記第２Ｓポールピースの第２面は、前記第３外側ポールピースの第１面と対面し、
前記ポールピースアセンブリが前記第１位置に位置した場合、前記第２Ｓポールピースの第１面と前記ベースポールピースの第３面が磁気的に離隔され、前記第２Ｓポールピースの第２面と前記第３外側ポールピースの第１面が磁気的に接触し、前記ポールピースアセンブリが前記第２位置に位置した場合、前記第２Ｓポールピースの第１面と前記ベースポールピースの第３面が磁気的に接触し、前記第２Ｓポールピースの第２面と前記第３外側ポールピースの第１面が磁気的に離隔され、
前記コイルは、前記Ｎポールピース、前記第１Ｓポールピース、前記第２Ｓポールピース、前記第１外側ポールピース、前記第２外側ポールピース、前記第３外側ポールピース及び前記ベースポールピースの少なくとも一つに巻き付けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の磁束制御装置。
【請求項３】
前記Ｎポールピースは、第１Ｎポールピースであり、前記永久磁石は、第１永久磁石であり、
第１面と第２面が形成され、強磁性体である第３外側ポールピースをさらに含み、
前記ポールピースアセンブリは、第１面と第２面が形成され、強磁性体である第２Ｎポールピースと、前記ＳポールピースにＳ極が接触し、前記第２ＮポールピースにＮ極が接触するように配置される第２永久磁石をさらに含み、
前記ベースポールピースは、第３面をさらに備え、
前記第２Ｎポールピースの第１面は、前記ベースポールピースの第３面と対面し、前記第２Ｎポールピースの第２面は、前記第３外側ポールピースの第１面と対面し、
前記ポールピースアセンブリが前記第１位置に位置した場合、前記第２Ｎポールピースの第１面と前記ベースポールピースの第３面が磁気的に離隔され、前記第２Ｎポールピースの第２面と前記第３外側ポールピースの第１面が磁気的に接触し、前記ポールピースアセンブリが前記第２位置に位置した場合、前記第２Ｎポールピースの第１面と前記ベースポールピースの第３面が磁気的に接触し、前記第２Ｎポールピースの第２面と前記第３外側ポールピースの第１面が磁気的に離隔され、
前記コイルは、前記第１Ｎポールピース、前記第２Ｎポールピース、前記Ｓポールピース、前記第１外側ポールピース、前記第２外側ポールピース、前記第３外側ポールピース及び前記ベースポールピースの少なくとも一つに巻き付けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の磁束制御装置。
【請求項４】
前記コイルは、前記ポールピースアセンブリが前記第２位置に位置した場合に形成される内部循環磁束の経路上に位置する少なくとも一つの第１コイルと、前記永久磁石と前記第１外側ポールピースの第２面との間、又は前記永久磁石と前記第２外側ポールピースの第２面との間に位置する少なくとも一つの第２コイルとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の磁束制御装置。
【請求項５】
前記コイルは、前記ポールピースアセンブリが前記第２位置に位置した場合に形成される内部循環磁束の経路上に位置する少なくとも一つの第１コイルと、前記第１永久磁石と前記第２外側ポールピースの第２面との間、又は前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記第１外側ポールピースの第２面との間、又は前記第２永久磁石と前記第３外側ポールピースの第２面との間に位置する少なくとも一つの第２コイルとを含む、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の磁束制御装置。
【請求項６】
前記コイルは、前記Ｎポールピースに巻き付けられ、
前記コイルは、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記ベースポールピースとの間に位置する第１コイルと、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記第１外側ポールピースとの間に位置する第２コイルとを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の磁束制御装置。
【請求項７】
前記コイルは、前記Ｓポールピースに巻き付けられ、
前記コイルは、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記ベースポールピースとの間に位置する第１コイルと、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記第２外側ポールピースとの間に位置する第２コイルとを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の磁束制御装置。
【請求項８】
前記第１外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁束制御装置。
【請求項９】
前記第２外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁束制御装置。
【請求項１０】
前記第３外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の磁束制御装置。
【請求項１１】
前記ポールピースアセンブリは、前記ポールピースアセンブリに含まれるポールピース同士の相対移動を防止する固定手段をさらに含む、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁束制御装置。
【請求項１２】
前記コイルは、前記ポールピースアセンブリに含まれるポールピースには巻き付けられない、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁束制御装置。
【請求項１３】
前記Ｎポールピース及び前記Ｓポールピースの何れか一つは、他の一つを囲むように配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の磁束制御装置。
【請求項１４】
前記Ｓポールピースは、前記Ｎポールピースを囲むように配置され、
前記第２外側ポールピースは、前記第１外側ポールピースを囲むように配置され、
前記ベースポールピースと前記第２外側ポールピースとの間には、前記ポールピースアセンブリを囲むように配置される外側支持体がさらに備えられる、ことを特徴とする請求項１３に記載の磁束制御装置。
【請求項１５】
前記Ｎポールピースは、前記Ｓポールピースを囲むように配置され、
前記第１外側ポールピースは、前記第２外側ポールピースを囲むように配置され、
前記ベースポールピースと前記第１外側ポールピースとの間には、前記ポールピースアセンブリを囲むように配置される外側支持体がさらに備えられる、ことを特徴とする請求項１３に記載の磁束制御装置。
【請求項１６】
前記ベースポールピースと前記第１外側ポールピースとの間に配置され、前記Ｎポールピースを貫通して前記ポールピースアセンブリの移動をガイドする内側支持体がさらに備えられる、ことを特徴とする請求項１３に記載の磁束制御装置。
【請求項１７】
前記ベースポールピースと前記第２外側ポールピースとの間に配置され、前記Ｓポールピースを貫通して前記ポールピースアセンブリの移動をガイドする内側支持体がさらに備えられる、ことを特徴とする請求項１に記載の磁束制御装置。
【請求項１８】
前記内側支持体を貫通してその端部が前記ベースポールピースに螺合されると共に、ヘッドが前記第１外側ポールピースに係止することで前記ベースポールピースと前記第１外側ポールピースを結合させる結合ボルトがさらに備えられる、ことを特徴とする請求項１６に記載の磁束制御装置。
【請求項１９】
前記内側支持体を貫通してその端部が前記ベースポールピースに螺合されると共に、ヘッドが前記第２外側ポールピースに係止することで前記ベースポールピースと前記第２外側ポールピースを結合させる結合ボルトがさらに備えられる、ことを特徴とする請求項１７に記載の磁束制御装置。
【請求項２０】
前記内側支持体を貫通してその端部が前記第１外側ポールピースに螺合されると共に、ヘッドが前記ベースポールピースに係止することで前記ベースポールピースと前記第１外側ポールピースを結合させる結合ボルトがさらに備えられる、ことを特徴とする請求項１６に記載の磁束制御装置。
【請求項２１】
前記内側支持体を貫通してその端部が前記第２外側ポールピースに螺合されると共に、ヘッドが前記ベースポールピースに係止することで前記ベースポールピースと前記第２外側ポールピースを結合させる結合ボルトがさらに備えられる、ことを特徴とする請求項１７に記載の磁束制御装置。
【請求項２２】
前記外側支持体は、常磁性体材質又は非磁性材質を有する、ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の磁束制御装置。
【請求項２３】
前記内側支持体は、常磁性体材質又は非磁性材質を有する、ことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の磁束制御装置。
【請求項２４】
前記ベースポールピースは、前記ベースポールピースの第１面を含む突出部を備え、
前記コイルは、前記突出部に巻き付けられるように配置される、ことを特徴とする請求項１４に記載の磁束制御装置。
【請求項２５】
前記ベースポールピースは、前記ベースポールピースの第２面を含む突出部を備え、
前記コイルは、前記突出部に巻き付けられるように配置される、ことを特徴とする請求項１５に記載の磁束制御装置。
【請求項２６】
前記コイルは、前記第１外側ポールピースに巻き付けられるように配置される、ことを特徴とする請求項１４に記載の磁束制御装置。
【請求項２７】
前記コイルは、前記第２外側ポールピースに巻き付けられるように配置される、ことを特徴とする請求項１５に記載の磁束制御装置。
【請求項２８】
前記第１外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項１３に記載の磁束制御装置。
【請求項２９】
前記第２外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項１３に記載の磁束制御装置。
【請求項３０】
前記第１外側ポールピースの第２面及び前記第２外側ポールピースの第２面の何れか一つは、円形の形態を有する、ことを特徴とする請求項１３に記載の磁束制御装置。
【請求項３１】
前記第１外側ポールピースの第２面及び前記第２外側ポールピースの第２面の何れか一つは、四角形の形態を有する、ことを特徴とする請求項１３に記載の磁束制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁束制御装置に関し、さらに具体的には、永久磁石からの磁束を制御することにより、外部に流出される磁束の強度を制御する磁束制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、永久磁石は、周辺に磁場を形成し、この磁場内に位置する磁性体に磁気的に影響を及ぼす。しかし、永久磁石から引き起こされる磁束は制御することが難しく、電磁石等の代替手段が用いられてきた。
【０００３】
しかし、このような電磁石は、磁力の発生時に電流を持続的に供給しなければならず、電流の供給が突然切れるようになる場合、磁力が消えるようになることで、ホールディングされていた磁性体のホールディングが解除されることがあり、安定性において問題となってきた。安定性を担保するためには、電磁石装置に高価な無停電電源装置（ＵＰＳ、Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）がさらに付加されなければならなかった。これによって、電磁石装置は、持続的な電流消耗によるコストだけでなく、安定性の担保のための無停電電源装置を備えなければならないので、生産費と維持費の両面で問題となってきた。
【０００４】
そこで本出願人は、特許文献１乃至３に示すように、永久磁石の磁束の制御を通して磁場を装置の外部に発生又は除去することにより、磁性体に影響を及ぼす装置を開発してきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国登録特許公報第１０−１３１９０５２号
【特許文献２】韓国登録特許公報第１０−１４９８８６４号
【特許文献３】韓国登録特許公報第１０−１５１２６１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明において解決しようとする課題は、少量のエネルギの消耗で永久磁石からの磁束を制御し、装置の外部への磁場を発生又は除去できる磁束制御装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の課題は、以上において言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解され得るであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例に係る磁束制御装置は、第１面と第２面が形成され、強磁性体であるＮポールピースと、第１面と第２面が形成され、強磁性体であるＳポールピースと、前記ＮポールピースにＮ極が接触し、前記ＳポールピースにＳ極が接触するように配置される永久磁石とを備えるポールピースアセンブリ、第１面と第２面が形成され、磁性体である第１外側ポールピース、第１面と第２面が形成され、磁性体である第２外側ポールピース、第１面と第２面が形成され、磁性体であるベースポールピース、前記Ｎポールピース、前記Ｓポールピース、前記第１外側ポールピース、前記第２外側ポールピース及び前記ベースポールピースの少なくとも一つに巻き付けられるコイル、及び、前記コイルに印加される電流を制御する制御装置を含む。前記Ｎポールピースの第１面は、前記ベースポールピースの第１面と対面し、前記Ｓポールピースの第１面は、前記ベースポールピースの第２面と対面し、前記Ｎポールピースの第２面は、前記第１外側ポールピースの第１面と対面し、前記Ｓポールピースの第２面は、前記第２外側ポールピースの第１面と対面する。前記ポールピースアセンブリは、前記ベースポールピースの第１面及び第２面が、前記Ｎポールピースの第１面及び前記Ｓポールピースの第１面から各々磁気的に離隔され、前記Ｎポールピースの第２面と前記Ｓポールピースの第２面が、前記第１外側ポールピースの第１面と前記第２外側ポールピースの第１面と各々磁気的に接触する第１位置と、前記ベースポールピースの第１面及び第２面が、前記Ｎポールピースの第１面及び前記Ｓポールピースの第１面と各々磁気的に接触し、前記Ｎポールピースの第２面及び前記Ｓポールピースの第２面が、前記第１外側ポールピースの第１面及び前記第２外側ポールピースの第１面から各々磁気的に離隔される第２位置との間で移動可能である。前記制御装置は、前記コイルに印加される電流を制御することにより、前記ポールピースアセンブリの位置を前記第１位置と前記第２位置との間で転換させ、これによって、前記第１外側ポールピースの第２面と前記第２外側ポールピースの第２面との間の磁束の変化を引き起こす。
【０００９】
本発明の他の特徴によると、前記Ｓポールピースは、第１Ｓポールピースであり、前記永久磁石は、第１永久磁石であり、第１面と第２面が形成され、強磁性体である第３外側ポールピースをさらに含む。前記ポールピースアセンブリは、第１面と第２面が形成され、強磁性体である第２Ｓポールピースと、前記ＮポールピースにＮ極が接触し、前記第２ＳポールピースにＳ極が接触するように配置される第２永久磁石をさらに含む。前記ベースポールピースは、第３面をさらに備え、前記第２Ｓポールピースの第１面は、前記ベースポールピースの第３面と対面し、前記第２Ｓポールピースの第２面は、前記第３外側ポールピースの第１面と対面する。前記ポールピースアセンブリが前記第１位置に位置した場合、前記第２Ｓポールピースの第１面と前記ベースポールピースの第３面が磁気的に離隔され、前記第２Ｓポールピースの第２面と前記第３外側ポールピースの第１面が磁気的に接触し、前記ポールピースアセンブリが前記第２位置に位置した場合、前記第２Ｓポールピースの第１面と前記ベースポールピースの第３面が磁気的に接触し、前記第２Ｓポールピースの第２面と前記第３外側ポールピースの第１面が磁気的に離隔される。前記コイルは、前記Ｎポールピース、前記第１Ｓポールピース、前記第２Ｓポールピース、前記第１外側ポールピース、前記第２外側ポールピース、前記第３外側ポールピース及び前記ベースポールピースの少なくとも一つに巻き付けられる。
【００１０】
本発明のまた他の特徴によると、前記Ｎポールピースは、第１Ｎポールピースであり、前記永久磁石は、第１永久磁石であり、第１面と第２面が形成され、強磁性体である第３外側ポールピースをさらに含む。前記ポールピースアセンブリは、第１面と第２面が形成され、強磁性体である第２Ｎポールピースと、前記ＳポールピースにＳ極が接触し、前記第２ＮポールピースにＮ極が接触するように配置される第２永久磁石をさらに含む。前記ベースポールピースは、第３面をさらに備え、前記第２Ｎポールピースの第１面は、前記ベースポールピースの第３面と対面し、前記第２Ｎポールピースの第２面は、前記第３外側ポールピースの第１面と対面する。前記ポールピースアセンブリが前記第１位置に位置した場合、前記第２Ｎポールピースの第１面と前記ベースポールピースの第３面が磁気的に離隔され、前記第２Ｎポールピースの第２面と前記第３外側ポールピースの第１面が磁気的に接触し、前記ポールピースアセンブリが前記第２位置に位置した場合、前記第２Ｎポールピースの第１面と前記ベースポールピースの第３面が磁気的に接触し、前記第２Ｎポールピースの第２面と前記第３外側ポールピースの第１面が磁気的に離隔される。前記コイルは、前記第１Ｎポールピース、前記第２Ｎポールピース、前記Ｓポールピース、前記第１外側ポールピース、前記第２外側ポールピース、前記第３外側ポールピース及び前記ベースポールピースの少なくとも一つに巻き付けられる。
【００１１】
本発明のまた他の特徴によると、前記コイルは、前記ポールピースアセンブリが前記第２位置に位置した場合に形成される内部循環磁束の経路上に位置する少なくとも一つの第１コイルと、前記永久磁石と前記第１外側ポールピースの第２面との間、又は前記永久磁石と前記第２外側ポールピースの第２面との間に位置する少なくとも一つの第２コイルとを含む。
【００１２】
本発明のまた他の特徴によると、前記コイルは、前記ポールピースアセンブリが前記第２位置に位置した場合に形成される内部循環磁束の経路上に位置する少なくとも一つの第１コイルと、前記第１永久磁石と前記第２外側ポールピースの第２面との間、又は前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記第１外側ポールピースの第２面との間、又は前記第２永久磁石と前記第３外側ポールピースの第２面との間に位置する少なくとも一つの第２コイルとを含む。
【００１３】
本発明のまた他の特徴によると、前記コイルは、前記Ｎポールピースに巻き付けられ、前記コイルは、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記ベースポールピースとの間に位置する第１コイルと、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記第１外側ポールピースとの間に位置する第２コイルとを含む。
【００１４】
本発明のまた他の特徴によると、前記コイルは、前記Ｓポールピースに巻き付けられ、前記コイルは、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記ベースポールピースとの間に位置する第１コイルと、前記第１永久磁石及び前記第２永久磁石と前記第２外側ポールピースとの間に位置する第２コイルとを含む。
【００１５】
本発明のまた他の特徴によると、前記第１外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい。
【００１６】
本発明のまた他の特徴によると、前記第２外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい。
【００１７】
本発明のまた他の特徴によると、前記第３外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい。
【００１８】
本発明のまた他の特徴によると、前記ポールピースアセンブリは、前記ポールピースアセンブリに含まれるポールピース同士の相対移動を防止する固定手段をさらに含む。
【００１９】
本発明のまた他の特徴によると、前記コイルは、前記ポールピースアセンブリに含まれるポールピースには巻き付けられない。
【００２０】
本発明のまた他の特徴によると、前記Ｎポールピース及び前記Ｓポールピースの何れか一つは、他の一つを囲むように配置される。
【００２１】
本発明のまた他の特徴によると、前記Ｓポールピースは、前記Ｎポールピースを囲むように配置され、前記第２外側ポールピースは、前記第１外側ポールピースを囲むように配置され、前記ベースポールピースと前記第２外側ポールピースとの間には、前記ポールピースアセンブリを囲むように配置される外側支持体がさらに備えられる。
【００２２】
本発明のまた他の特徴によると、前記Ｎポールピースは、前記Ｓポールピースを囲むように配置され、前記第１外側ポールピースは、前記第２外側ポールピースを囲むように配置され、前記ベースポールピースと前記第１外側ポールピースとの間には、前記ポールピースアセンブリを囲むように配置される外側支持体がさらに備えられる。
【００２３】
本発明のまた他の特徴によると、前記ベースポールピースと前記第１外側ポールピースとの間に配置され、前記Ｎポールピースを貫通して前記ポールピースアセンブリの移動をガイドする内側支持体がさらに備えられる。
【００２４】
本発明のまた他の特徴によると、前記ベースポールピースと前記第２外側ポールピースとの間に配置され、前記Ｓポールピースを貫通して前記ポールピースアセンブリの移動をガイドする内側支持体がさらに備えられる。
【００２５】
本発明のまた他の特徴によると、前記内側支持体を貫通してその端部が前記ベースに螺合されると共に、ヘッドが前記第１外側ポールピースに係止することで前記ベースと前記第１外側ポールピースを結合させる結合ボルトがさらに備えられる。
【００２６】
本発明のまた他の特徴によると、前記内側支持体を貫通してその端部が前記ベースに螺合されると共に、ヘッドが前記第２外側ポールピースに係止することで前記ベースと前記第２外側ポールピースを結合させる結合ボルトがさらに備えられる。
【００２７】
本発明のまた他の特徴によると、前記内側支持体を貫通してその端部が前記第１外側ポールピースに螺合されると共に、ヘッドが前記ベースポールピースに係止することで前記ベースポールピースと前記第１外側ポールピースを結合させる結合ボルトがさらに備えられる。
【００２８】
本発明のまた他の特徴によると、前記内側支持体を貫通してその端部が前記第２外側ポールピースに螺合されると共に、ヘッドが前記ベースポールピースに係止することで前記ベースポールピースと前記第２外側ポールピースを結合させる結合ボルトがさらに備えられる。
【００２９】
本発明のまた他の特徴によると、前記外側支持体は、常磁性体材質又は非磁性材質を有する。
【００３０】
本発明のまた他の特徴によると、前記内側支持体は、常磁性体材質又は非磁性材質を有する。
【００３１】
本発明のまた他の特徴によると、前記ベースポールピースは、前記ベースポールピースの第１面を含む突出部を備え、前記コイルは、前記突出部に巻き付けられるように配置される。
【００３２】
本発明のまた他の特徴によると、前記ベースポールピースは、前記ベースポールピースの第２面を含む突出部を備え、前記コイルは、前記突出部に巻き付けられるように配置される。
【００３３】
本発明のまた他の特徴によると、前記コイルは、前記第１外側ポールピースに巻き付けられるように配置される。
【００３４】
本発明のまた他の特徴によると、前記コイルは、前記第２外側ポールピースに巻き付けられるように配置される。
【００３５】
本発明のまた他の特徴によると、前記第１外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい。
【００３６】
本発明のまた他の特徴によると、前記第２外側ポールピースにおいて、第１面の面積が第２面の面積よりも大きい。
【００３７】
本発明のまた他の特徴によると、前記第１外側ポールピースの第２面及び前記第２外側ポールピースの第２面の何れか一つは、円形の形態を有する。
【００３８】
本発明のまた他の特徴によると、前記第１外側ポールピースの第２面及び前記第２外側ポールピースの第２面の何れか一つは、四角形の形態を有する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の磁束制御装置によると、装置内部の永久磁石から外部への磁場の発生及び除去を、その転換時にのみ少量の電流を装置内部のコイルに印加することにより制御でき、装置の外部に位置する磁性体に影響を及ぼすことができる。即ち、本発明の磁束制御装置によると、少量のエネルギの消耗で磁性体をホールディング又は解除でき、また、外部の磁性体の運動を引き起こすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図５】図１乃至図４の磁束制御装置において、コイルの配置だけを異にした変形例である。
【図６】本発明の他の実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図１０】図６乃至図９の磁束制御装置において、コイルの配置だけを異にした変形例である。
【図１１】図６乃至図９の磁束制御装置において、コイルの配置だけを異にした変形例である。
【図１２】本発明のまた他の実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図１３】本発明のまた他の実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【図１４】本発明のまた他の実施例に係る磁束制御装置の概略斜視図である。
【図１５】図１４の磁束制御装置の概略断面図である。
【図１６】図１５の磁束制御装置の変形例の概略断面図である。
【図１７】本発明のまた他の実施例に係る磁束制御装置の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現される。従って、本実施例は、単に本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇のみにより定義される。
【００４２】
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）又は層が異なる素子又は層の「上（ｏｎ）」と称されるものは、他の素子の真上、若しくは中間に他の層又は他の素子を介在した場合を全て含む。
【００４３】
第１、第２等が様々な構成要素を述べるために用いられるが、これらの構成要素は、これらの用語により制限されないことは勿論である。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために用いるものである。従って、以下において言及される第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得ることは勿論である。
【００４４】
明細書全体にわたって、同一の参照符号は、同一の構成要素を指す。
【００４５】
図面において示された各構成要素の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために示されたものであり、本発明は、示された構成要素の大きさ及び厚さに必ずしも限定されるものではない。
【００４６】
本発明の数々の実施例の各々の特徴は、部分的又は全体的に互いに結合又は組み合わせ可能であり、当業者が十分に理解できるように、技術的に様々な連動及び駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立して実施可能であるか、又は関連して共に実施可能である。
【００４７】
先ず、図１乃至図５を参照して、本発明の磁束制御装置の基本的構成及び原理について説明する。
【００４８】
図１乃至図４は、本発明の一実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。また、図５は、図１乃至図４の磁束制御装置において、コイルの配置だけを異にした変形例である。
【００４９】
図１乃至図４を参照すると、本実施例の磁束制御装置１０００は、ポールピースアセンブリ１１００と、第１外側ポールピース１２００と、第２外側ポールピース１３００と、ベースポールピース１４００と、コイル１５００と、制御装置（図示しない）とを含む。
【００５０】
ポールピースアセンブリ１１００は、Ｎポールピース１１１０と、Ｓポールピース１１２０と、永久磁石１１３０とを含む。Ｎポールピース１１１０は、鉄のような強磁性体であり、第１面１１１１及び第２面１１１２を備える。また、Ｓポールピース１１２０は、鉄のような強磁性体であり、第１面１１２１及び第２面１１２２を備える。永久磁石１１３０は、Ｎポールピース１１１０にＮ極が接触し、Ｓポールピース１１２０にＳ極が接触するように配置される。
【００５１】
ポールピースアセンブリ１１００は、後述する外側ポールピース１２００、１３００とベースポールピース１４００との間で移動されるように構成されるので、Ｎポールピース１１１０とＳポールピース１１２０が互いに固定されるように少なくとも一つの固定手段１１０１が備えられることが好ましい。固定手段１１０１は、磁束に影響を及ぼすことのない非磁性の材質であるか、又は弱く影響を及ぼすアルミニウムのような常磁性体からなることが好ましく、Ｎポールピース１１１０とＳポールピース１１２０の内部空間の占有を最小化するようにヘッドのない無頭ボルトであることが好ましい。
【００５２】
第１外側ポールピース１２００は、第１面１２０１及び第２面１２０２を備え、鉄のような強磁性体からなる。また、第２外側ポールピース１３００は、第１面１３０１及び第２面１３０２を備え、鉄のような強磁性体からなる。また、ベースポールピース１４００は、第１面１４０１及び第２面１４０２を備え、鉄のような強磁性体からなる。
【００５３】
Ｎポールピース１１１０の第１面１１１１は、ベースポールピース１４００の第１面１４０１と対面する。Ｓポールピース１１２０の第１面１１２１は、ベースポールピース１４００の第２面１４０２と対面する。Ｎポールピース１１１０の第２面１１１２は、第１外側ポールピース１２００の第１面１２０１と対面する。Ｓポールピース１１２０の第２面１１２２は、第２外側ポールピース１３００の第１面１３０１と対面する。このような面間の対面がなされるようにポールピース１１１０、１１２０、１２００、１３００、１４００が配置されることで、磁束の回路（閉磁路）が提供される。
【００５４】
ポールピースアセンブリ１１００は、第１位置（図１及び図２での位置）と第２位置（図３及び図４での位置）との間で移動可能に構成される。ここで、第１位置とは、ベースポールピース１４００の第１面１４０１及び第２面１４０２がＮポールピース１１１０の第１面１１１１とＳポールピース１１２０の第１面１１２１から各々磁気的に離隔され、Ｎポールピース１１１０の第２面１１１２及びＳポールピース１１２０の第２面１１２２が第１外側ポールピース１２００の第１面１２０１及び第２外側ポールピース１３００の第１面１３０１と各々磁気的に接触するポールピースアセンブリ１１００の位置を意味する。
また、第２位置とは、ベースポールピース１４００の第１面１４０１及び第２面１４０２がＮポールピース１１１０の第１面１１１１及びＳポールピース１１２０の第１面１１２１と各々磁気的に接触し、Ｎポールピース１１１０の第２面１１１２及びＳポールピース１１２０の第２面１１２２が第１外側ポールピース１２００の第１面１２０１及び第２外側ポールピース１３００の第１面１３０１から各々磁気的に離隔されるポールピースアセンブリ１１００の位置を意味する。
【００５５】
ここで、「磁気的に接触する」という意味は、図１乃至図４に示されたように直接接触することで磁気的に連結される場合を含むが、直接接触しなくてもゴム材質の緩衝材が介在されて接触する場合も含む。即ち、ポールピース間が離隔されても、ポールピース間の引力が直接接触した時と対比して、例えば、８０％以上（これは、９０％以上、７０％以上、等であってもよい）になれば、磁気的に接触した状態であるといえる。
【００５６】
また、「磁気的に離隔される」という意味は、引力が互いに大きく作用しない程度に離隔されることを意味する。例えば、ポールピースが直接接触した時の引力と対比して、例えば、１０％以下（これは、２０％以下、５％以下等であってもよい）の引力が作用するように離隔されたものであれば、磁気的に離隔されたといえる。
【００５７】
ポールピースアセンブリ１１００の移動は、様々な方式で具現され得る。例えば、本実施例のように、ポールピースアセンブリ１１００を貫通するガイド棒１００１が採用される。ガイド棒４００１は、磁束に影響を及ぼさないように、非磁性体又は常磁性体からなることが好ましい。ポールピースアセンブリ１１００の移動は、その他にも、レール、リニアガイド（ｌｉｎｅａｒ  ｇｕｉｄｅ）等の公知の移送方法によりなされ得る。また、具体的な他の実施形態は、図１５及び図１６を参考にして後述する。
【００５８】
コイル１５００は、Ｎポールピース１１１０、Ｓポールピース１１２０、第１外側ポールピース１２００、第２外側ポールピース１３００及びベースポールピース１４００の少なくとも一つに巻き付けられる。コイル１５００に電流が供給されると、磁場が形成され、巻き付けられたポールピース１１１０、１１２０、１２００、１３００又は１４００の内部の磁束に影響を及ぼすようになる。
【００５９】
コイル１５００は、磁束の制御が可能であり、また容易な箇所に位置する。例えば、コイル１５００は、本実施例のように、永久磁石１１３０を挟んでＮポールピース１１１０及びＳポールピース１１２０に各々一つずつ配置され得る。その他のコイル１５００の配置は、後述する。
【００６０】
制御装置（図示しない）は、コイル１５００に印加される電流の方向及び強度を制御する。制御装置は、コイル１５００に直流を供給することにより、コイル１５００の周辺に磁場を形成する。
【００６１】
以下においては、上述した構成を有する磁束制御装置１０００の作動方法について説明する。
【００６２】
図１を参照すると、ポールピースアセンブリ１１００が第１位置に配置されると、永久磁石１１３０により第１外側ポールピース１２００の第２面１２０２及び第２外側ポールピース１３００の第２面１３０２が磁化されることで、第２面１２０２、１３０２の外側に磁場が形成される。即ち、第２面１２０２、１３０２の外側に磁性体や永久磁石が位置すると、引力又は斥力を受けるようになる。例えば、ポールピースアセンブリ１１００が図１のような状態にあれば、第２面１２０２、１３０２に鉄のような磁性体である貼付対象１がホールディングされ得る。貼付対象１がホールディングされると、破線のような磁束が形成される（図１のような状態を「磁場印加状態」と称する）。
【００６３】
第１外側ポールピース１２００の第２面１２０２及び第２外側ポールピース１３００の第２面１３０２間に形成される磁場を最小化するか、又は無くすためには、図２のように、制御装置がコイル１５００に電流を印加すればよい。
【００６４】
コイル１５００に印加される電流の方向は、図１の破線のような磁束を減少させ、永久磁石１１３０からの磁束がベースポールピース１４００に向かうように誘導するように設定される。
【００６５】
コイル１５００に印加される電流の強度が強くなるほど、図１の破線の磁束は弱くなり、予め設定された或る電流強度では、外側ポールピース１２００、１３００に向かう磁束は、殆どなくなるようになる。このような場合、永久磁石１１３０からの磁束は、Ｎポールピース１１１０の第１面１１１１及びＳポールピース１１２０の第１面１１２１に向かうようになり、Ｎポールピース１１１０／Ｓポールピース１１２０及びベースポールピース１４００の間には引力が作用する。これによって、ポールピースアセンブリ１１００は、第２位置に移動され、ベースポールピース１４００に接触することとなる。
【００６６】
ポールピースアセンブリ１１００とベースポールピース１４００が接触すると、図３の破線のような磁束が形成される。このような磁束は、磁束制御装置１０００の内部を循環するので、「内部循環磁束」と定義する。この内部循環磁束が一旦形成されると、永久磁石１１３０から引き起こされる磁束は、装置１０００の外部への流出が最小化される。特に、Ｎポールピース１１１０の第２面１１１２及びＳポールピース１１２０の第２面１１２２には、ある程度の残留磁気が形成され得るが、Ｎポールピース１１１０及びＳポールピース１１２０は、第１外側ポールピース１２００と第２外側ポールピース１３００から各々離隔されるので、第１外側ポールピース１２００と第２外側ポールピース１３００の第２面１２０２、１３０２には、残留磁気が殆ど形成されないか、又は０となり得る（図３のような状態を「磁場非印加状態」と称する）。
【００６７】
また、図１のような状態、即ち、磁場印加状態を作るためには、図４のように、コイル１５００に電流を印加すればよい。このとき、コイル１５００に印加される電流の方向は、図２でのコイル１５００に印加される電流の方向と反対である。図４のように電流が印加されると、内部循環磁束は弱くなり、再びポールピースアセンブリ１１００が第１位置に移動される。これによって、第１外側ポールピース１２００及び第２外側ポールピース１３００の第２面１２０２、１３０２の外側間に磁場が形成される。
【００６８】
上述したように、制御装置は、コイル１５００に印加される電流を制御することで、ポールピースアセンブリ１１００を第１位置と第２位置との間に移動できるようにし、これによって、第１外側ポールピース１２００及び第２外側ポールピース１３００の第２面１２０２、１３０２の外側に磁場の形成を最大化又は最小化できる（即ち、磁場印加状態と磁場非印加状態の転換が可能である）。
【００６９】
このとき、コイル１５００に電流が印加される必要がある時は、磁場印加状態と磁場非印加状態を転換する時だけであり、磁束の経路を変える程の電流だけを印加すればよい。図１のような磁場印加状態と、図３のような磁場非印加状態では、いかなる電流の消耗も不要であるので、電気の消耗を最小化できる。また、コイル１５００に対する電流の印加が遮断される非常時にも、磁場印加状態と磁場非印加状態が変換されないだけで、現状態を維持するようになるので、安全性の側面でも優れている。
【００７０】
一方、コイル１５００の配置は、多様に設定され得るが、図５の磁束制御装置１０００’のように、第１外側ポールピース１２００、第２外側ポールピース１３００及びベースポールピース１４００にもコイル１５００が配置され得る。例えば、コイル１５００は、一つだけ配置されてもよい。コイル１５００が図５のようにポールピースアセンブリ１１００に巻き付けられないように配置される場合は、ポールピースアセンブリ１１００が軽くなって移動において有利である。
【００７１】
このように、コイル１５００は、ポールピースアセンブリ１１００が図３のような第２位置に位置した場合に形成される内部循環磁束の経路上に位置する少なくとも一つの第１コイルと、永久磁石１１３０と第１外側ポールピース１２００の第２面１２０２との間、又は永久磁石１１３０と第２外側ポールピース１３００の第２面１３０２との間に位置する少なくとも一つの第２コイルとを含むことが好ましい。
例えば、図１乃至図４の実施例において、第１コイルは、Ｎポールピース１１１０に巻き付けられているコイルであり、図５の実施例において、第１コイルは、ベースポールピース１４００に巻き付けられているコイルである。また、図１乃至図４の実施例において、第２コイルは、Ｓポールピース１１２０に巻き付けられているコイルであり、図５の実施例において、第２コイルは、第２外側ポールピース１３００に巻き付けられているコイルである。
【００７２】
コイル１５００の配置は、例示されたもの以外にも多様に設定され得る。コイル１５００の個数が多いほど、磁場印加状態と磁場非印加状態の転換のための電流の大きさが小さく、また、コイル１５００の巻き付け数を減らすこともできる。しかし、コイル１５００の個数が多くなるほど、配線が複雑となり、占有空間が大きくなる。従って、コイル１５００の個数と配置は、磁場印加状態と磁場非印加状態を転換でき、かつ、制御が容易であり、占有空間を最小化できる条件で最適化されなければならない。これは、永久磁石１１３０の個数、強度、ポールピース１１１０、１１２０、１２００、１３００、１４００の厚さ、長さ等を考慮して実験により決定すればよい。
【００７３】
図６乃至図９は、本発明のまた他の実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。また、図１０及び図１１は、図６乃至図９の磁束制御装置において、コイルの配置だけを異にした変形例である。
【００７４】
図６乃至図９を参照すると、本実施例の磁束制御装置２０００は、ポールピースアセンブリ２１００と、第１外側ポールピース２２００と、第２外側ポールピース２３００と、ベースポールピース２４００と、コイル２５００と、第３外側ポールピース２６００とを含む。
【００７５】
本実施例の磁束制御装置２０００は、図１乃至図４の磁束制御装置１０００を横に拡張したものである。このために、ポールピースアセンブリ２１００は、磁束制御装置１０００のポールピースアセンブリ１１００に比べて、一つの第２永久磁石２１５０と一つの第２Ｓポールピース２１４０をさらに含み、ベースポールピース２４００は、横に長くなり、第３外側ポールピース２６００がさらに備えられる。
【００７６】
ポールピースアセンブリ２１００は、Ｎポールピース２１１０と、第１Ｓポールピース２１２０と、第１永久磁石２１３０と、第２Ｓポールピース２１４０と、第２永久磁石２１５０とを含む。ここで、Ｎポールピース２１１０、第１Ｓポールピース２１２０及び第１永久磁石２１３０は、上述したＮポールピース１１１０、Ｓポールピース１１２０及び永久磁石１１３０と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００７７】
第２Ｓポールピース２１４０は、第１面２１４１と第２面２１４２とを備え、磁性体からなる。第２永久磁石２１５０は、Ｎポールピース２１１０にＮ極が接触し、第２Ｓポールピース２１４０にＳ極が接触するように配置される。
【００７８】
第１外側ポールピース２２００と第２外側ポールピース２３００は、上述した第１外側ポールピース１２００と第２外側ポールピース１３００と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００７９】
ベースポールピース２４００は、第３面２４０３を備えることで横に拡張されたことを除いては、上述したベースポールピース１４００と同一であるので、詳細な説明は省略する。第２Ｓポールピース２１４０の第１面２１４１は、ベースポールピース２４００の第３面２４０３と対面する。
【００８０】
第３外側ポールピース２６００は、第１面２６０１及び第２面２６０２を備え、磁性体からなる。第２Ｓポールピース２１４０の第２面２１４２は、第３外側ポールピース２６００の第１面２６０１と対面する。
【００８１】
ポールピースアセンブリ２１００が図６及び図７のように第１位置に位置した場合、第２Ｓポールピース２１４０の第１面２１４１とベースポールピース２４００の第３面２４０３が磁気的に離隔され、第２Ｓポールピース２１４０の第２面２１４２と第３外側ポールピース２６００の第１面２６０１が磁気的に接触し、ポールピースアセンブリ２１００が図８及び図９のように第２位置に位置した場合、第２Ｓポールピース２１４０の第１面２１４１とベースポールピース２４００の第３面２４０３が磁気的に接触し、第２Ｓポールピース２１４０の第２面２１４２と第３外側ポールピース２６００の第１面２６０１が磁気的に離隔される。
【００８２】
コイル２５００は、Ｎポールピース２１１０、第１Ｓポールピース２１２０、第２Ｓポールピース２１４０、第１外側ポールピース２２００、第２外側ポールピース２３００、第３外側ポールピース２６００、及びベースポールピース２４００の少なくとも一つに巻き付けられる。本実施例において、コイル２５００は、第１永久磁石２１３０及び第２永久磁石２１５０を挟んでＮポールピース２１１０にのみ巻き付けられており、これは、装置２０００の体積を削減する観点から好ましい。
【００８３】
本実施例における磁束制御装置２０００は、さらなる第２面２６０２を有することにより、磁場を発生させる面積をさらに増加できる。これと同様に、横方向に任意に磁束制御装置２０００は拡張され得る。
【００８４】
一方、ポールピースアセンブリ２１００を固定する非磁性体である固定手段２１０１が備えられ得るが、固定手段２１０１は、例示されたものとは異なり、一つの部材からなり、Ｎポールピース２１１０を貫通する形態になされてもよい。
【００８５】
図６乃至図９の状態は、図１乃至図４の状態と各々対応するので、動作に関する詳細な説明は省略する。
【００８６】
一方、コイル２５００の配置は、多様に設定され得るが、図１０の磁束制御装置２０００’のように、第１外側ポールピース２２００及びベースポールピース２４００にもコイル２５００が配置され得る。また、例えば、コイル２５００は、ベースポールピース２４００と第１永久磁石２１３０又は第２永久磁石２１５０との間に一つだけ配置されてもよい。コイル２５００が図５のようにポールピースアセンブリ２１００に巻き付けられないように配置される場合は、ポールピースアセンブリ２１００が軽くなって移動において有利である。
【００８７】
このように、コイル２５００は、ポールピースアセンブリ２１００が図８のような第２位置に位置した場合に形成される内部循環磁束の経路上に位置する少なくとも一つの第１コイルと、第１永久磁石２１３０と第２外側ポールピース２３００の第２面２３０２との間、又は第１永久磁石２１３０及び第２永久磁石２１５０と第１外側ポールピース２２００の第２面２２０２との間、又は第２永久磁石２１５０と第３外側ポールピース２６００の第２面２６０２との間に位置する少なくとも一つの第２コイルとを含むことが好ましい。
例えば、図６乃至図９の実施例において、第１コイルは、Ｎポールピース２１１０の上側に巻き付けられているコイルであり、図１０の実施例において、第１コイルは、ベースポールピース２４００に巻き付けられているコイルである。また、図６乃至図９の実施例において、第２コイルは、Ｎポールピース２１１０の下側に巻き付けられているコイルであり、図１０の実施例において、第２コイルは、第１外側ポールピース２２００に巻き付けられているコイルである。
【００８８】
また、例えば、コイル２５００は、図１１の磁束制御装置２０００’’のように、第１永久磁石２１３０を挟んで第１Ｓポールピース２１２０に２つ、第２永久磁石２１５０を挟んで第２Ｓポールピース２１４０に２つが配置されてもよい。
【００８９】
コイル２５００の配置は、例示されたもの以外にも多様に設定され得る。コイル２５００の個数が多いほど、磁場印加状態と磁場非印加状態の転換のための電流両が小さく、また、コイル２５００の巻き付け数を削減できる。しかし、コイル２５００の個数が多くなるほど、配線が複雑となり、占有空間が大きくなる。従って、コイル２５００の個数と配置は、磁場印加状態と磁場非印加状態を転換することができ、かつ、制御が容易であり、占有空間を最小化できる条件で最適化されなければならない。これは、永久磁石２１３０、２１５０の個数、強度、ポールピース２１１０、２１２０、２１４０、２２００、２３００、２４００、２６００の厚さ、長さ等を考慮して実験により決定すればよい。
【００９０】
図１２及び図１３は、本発明のまた他の実施例に係る磁束制御装置の概略断面図である。
【００９１】
図１２及び図１３を参照すると、本実施例の磁束制御装置３０００は、ポールピースアセンブリ３１００と、第１外側ポールピース３２００と、第２外側ポールピース３３００と、ベースポールピース３４００と、コイル３５００と、第３外側ポールピース３６００とを含む。
【００９２】
図１２及び図１３の磁束制御装置３０００は、図１乃至図４の磁束制御装置１０００と比較すると、第２Ｎポールピース３１４０、第２永久磁石３１５０及び第３外側ポールピース３６００をさらに備えることにより、横に装置を拡張したものである。また、図６乃至図９の磁束制御装置２０００と比較すると、永久磁石の極が反対に位置し、Ｓポールピース３１２０が中央に位置する点で差がある。
【００９３】
ポールピースアセンブリ３１００は、第１Ｎポールピース３１１０と、Ｓポールピース３１２０と、第１永久磁石３１３０と、第２Ｎポールピース３１４０と、第２永久磁石３１５０とを含む。ここで、第１Ｎポールピース３１１０、Ｓポールピース３１２０及び第１永久磁石３１３０は、上述したＮポールピース１１１０、Ｓポールピース１１２０及び永久磁石１１３０と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００９４】
第２Ｎポールピース３１４０は、第１面３１４１と第２面３１４２とを備え、磁性体からなる。第２永久磁石３１５０は、Ｓポールピース３１２０にＳ極が接触し、第２Ｎポールピース３１４０にＮ極が接触するように配置される。
【００９５】
第１外側ポールピース３２００と第２外側ポールピース３３００は、上述した第１外側ポールピース１２００と第２外側ポールピース１３００と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。
【００９６】
ベースポールピース３４００は、第３面３４０３を備えることで横に拡張されたことを除いては、上述したベースポールピース１４００と同一であるので、詳細な説明は省略する。第２Ｎポールピース３１４０の第１面３１４１は、ベースポールピース３４００の第３面３４０３と対面する。
【００９７】
第３外側ポールピース３６００は、第１面３６０１及び第２面３６０２を備え、磁性体からなる。第２Ｎポールピース３１４０の第２面３１４２は、第３外側ポールピース３６００の第１面３６０１と対面する。
【００９８】
ポールピースアセンブリ３１００が図１２のように第１位置に位置した場合、第２Ｎポールピース３１４０の第１面３１４１とベースポールピース３４００の第３面３４０３が磁気的に離隔され、第２Ｎポールピース３１４０の第２面３１４２と第３外側ポールピース３６００の第１面３６０１が磁気的に接触し、ポールピースアセンブリ３１００が図１３のように第２位置に位置した場合、第２Ｎポールピース３１４０の第１面３１４１とベースポールピース３４００の第３面３４０３が磁気的に接触し、第２Ｎポールピース３１４０の第２面３１４２と第３外側ポールピース３６００の第１面３６０１が磁気的に離隔される。
【００９９】
コイル３５００は、第１Ｎポールピース３１１０、Ｓポールピース３１２０、第２Ｎポールピース３１４０、第１外側ポールピース３２００、第２外側ポールピース３３００、第３外側ポールピース３６００、及びベースポールピース３４００の少なくとも一つに巻き付けられる。本実施例において、コイル３５００は、第１永久磁石３１３０及び第２永久磁石３１５０を挟んでＳポールピース３１２０にのみ巻き付けられており、これは、装置３０００の体積を削減する観点から好ましい。
【０１００】
本実施例における磁束制御装置３０００は、さらなる第２面３６０２を有することにより、磁場を発生させる面積をさらに増加できる。これと同様に、横方向に任意に磁束制御装置３０００は拡張され得る。
【０１０１】
一方、ポールピースアセンブリ３１００を固定する非磁性体である固定手段３１０１が備えられ得るが、固定手段３１０１は、例示されたものとは異なり、一つの部材からなり、第１Ｎポールピース３１１０を貫通する形態になされてもよい。
【０１０２】
図１２及び図１３の状態は、図１及び図３の状態と各々対応し、また、図６及び図８の状態と各々対応するので、動作に関する詳細な説明は省略する。
【０１０３】
一方、コイル３５００の配置は、多様に設定され得るが、詳細な説明は、図６乃至図１１の磁束制御装置２０００、２０００’、２０００’’に関する説明と重複するので、これを参照すればよく、詳細な説明は省略する。
【０１０４】
一方、上述した磁束制御装置１０００、１０００’、２０００、２０００’、２０００’’、３０００において、第１外側ポールピース１２００、２２００、３２００の各々の第１面１２０１、２２０１、３２０１の面積が、各々の第２面１２０２、２２０２、３２０２の面積よりも大きいことが残留磁気を減らし、磁束を集中できるので、好ましい。また、第２外側ポールピース１３００、２３００、３３００の各々の第１面１３０１、２３０１、３３０１の面積が、各々の第２面１３０２、２３０２、３３０２の面積よりも大きいことが、同一の理由で好ましい。また、第３外側ポールピース２６００、３６００の各々の第１面２６０１、３６０１の面積が、各々の第２面２６０２、３６０２の面積よりも大きいことが、同一の理由で好ましい。面積の差は、本明細書において例示されたように、面取り形態になされてもよく、フィレット形態になされてもよい。
【０１０５】
図１４は、本発明のまた他の実施例に係る磁束制御装置の概略斜視図である。また、図１５は、図１４の磁束制御装置の概略断面図である。
【０１０６】
本実施例の磁束制御装置４０００は、図１乃至図５の磁束制御装置１０００と類似した構成を有し、同一の役割をする構成要素は、同一の参照番号を用いて説明する。
【０１０７】
図１４及び図１５を参照すると、本実施例の磁束制御装置４０００は、ポールピースアセンブリ１１００と、第１外側ポールピース１２００と、第２外側ポールピース１３００と、ベースポールピース１４００と、コイル１５００と、制御装置（図示しない）とを含んで構成される。
【０１０８】
ポールピースアセンブリ１１００は、Ｎポールピース１１１０とＳポールピース１１２０と永久磁石１１３０とを含んで構成される。Ｎポールピース１１１０は、略円筒状の形状を有し、Ｓポールピース１１２０は、Ｎポールピース１１１０を囲むように略環状の形状を有する。永久磁石１１３０は、二つ以上が配置され得る。その他のポールピースアセンブリ１１００の構成は、図１乃至図４のポールピースアセンブリ１１００に関する構成と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【０１０９】
第１外側ポールピース１２００は、略円筒状の形状を有し、第２外側ポールピース１３００は、第１外側ポールピース１２００を囲むように略環状の形状を有する。
【０１１０】
ベースポールピース１４００は、第１面１４０１を含む突出部１４１０を含む。コイル１５００は、この突出部１４１０に巻き付けられる。従って、コイル１５００は、外側に露出されない。
【０１１１】
ポールピースアセンブリ１１００、第１外側ポールピース１２００、第２外側ポールピース１３００及びベースポールピース１４００の間の結合は、外側支持体１６１０、第１内側支持体１６２０及び第２内側支持体１６３０により達成され得る。
【０１１２】
外側支持体１６１０は、ベースポールピース１４００と第２外側ポールピース１３００との間にポールピースアセンブリ１１００を囲むように配置される。外側支持体１６１０は、ベースポールピース１４００及び第２外側ポールピース１３００に各々強く結合されることにより、ベースポールピース１４００と第２外側ポールピース１３００が互いに連結される。
【０１１３】
第１内側支持体１６２０は、ベースポールピース１４００と第１外側ポールピース１２００との間に配置される。この第１内側支持体１６２０は、Ｎポールピース１１１０を貫通してポールピースアセンブリ１１００の移動をガイドする。第１内側支持体１６２０は、中空の円筒状の形状を有し、中空には結合ボルト１６２１が挿入される。結合ボルト１６２１は、その端部がベースポールピース１４００に螺合されると共に、ヘッド１６２２が第１外側ポールピース１２００に係止することでベースポールピース１４００と第１外側ポールピース１２００を結合させる。
【０１１４】
第２内側支持体１６３０は、ベースポールピース１４００と第２外側ポールピース１３００との間に配置される。この第２内側支持体１６３０は、Ｓポールピース１１２０を貫通してポールピースアセンブリ１１００の移動をガイドする。第２内側支持体１６３０は、中空の円筒状の形状を有し、中空には結合ボルト１６３１が挿入される。結合ボルト１６３１は、その端部がベースポールピース１４００に螺合されると共に、ヘッド１６３２が第２外側ポールピース１３００に係止することでベースポールピース１４００と第２外側ポールピース１３００を結合させる。
【０１１５】
第１内側支持体１６２０及び第２内側支持体１６３０は、ベースポールピース１４００と外側ポールピース１２００、１３００との間の距離を一定に維持させる役割をすると共に、ポールピースアセンブリ１１００の移動をガイドする役割をする。従って、ポールピースアセンブリ１１００の移動時の摩擦を減らすために、第１内側支持体１６２０及び第２内側支持体１６３０の外周面の表面粗さは、小さければ小さいほど有利である。
【０１１６】
外側支持体１６１０、第１内側支持体１６２０及び第２内側支持体１６３０は、常磁性体材質又は非磁性の材質を有することで磁束に影響を及ぼさないことが好ましい。例えば、支持体１６１０、１６２０、１６３０は、アルミニウム、アルミニウム合金、高分子樹脂等からなり得る。
【０１１７】
一方、結合ボルト１６２１、１６３１も支持体１６１０、１６２０、１６３０と同様に、常磁性体材質又は非磁性体材質を有することが好ましい。
【０１１８】
結合ボルト１６２１、１６３１によりベースポールピース１４００と外側ポールピース１２００、１３００との間の力の伝達が可能となるので、耐えるべき荷重の条件を適宜考慮して結合ボルト１６２１、１６３１の直径、長さ、個数等を定めればよい。本実施例においては、４個の第２内側支持体１６３０と結合ボルト１６３１が適用される場合を例示しているが、さらに多数の支持体と結合ボルトを用い得る。
【０１１９】
一方、このような支持体１６１０、１６２０、１６３０及び結合ボルト１６２１、１６３１の構成は、上述した磁束制御装置１０００、２０００、３０００にも勿論適用可能である。
【０１２０】
コイル１５００は、磁束が形成される任意のポールピースにも巻き付けられ得るが、本実施例のように、ベースポールピース１４００の突出部１４１０に巻き付けられることが、制御電力を最小化できるので、好ましい。しかし、制御電力が多少多くなっても、コイル１５００は、第１外側ポールピース１２００に巻き付けられてもよい。また、突出部１４１０及び第１外側ポールピース１２００に各々巻き付けられてもよい。このようなコイル１５００の配置は、設計仕様に合わせて適宜選定すればよい。
【０１２１】
作動方法は、図１乃至図４を参照して上記において説明したとおりであるので、詳細な説明は省略する。
【０１２２】
一方、本実施例においては、Ｎポールピース１１１０及び第１外側ポールピース１２００が、Ｓポールピース１１２０及び第２外側ポールピース１３００に各々囲まれるように配置されることを例示したが、逆に、Ｓポールピース１１２０及び第２外側ポールピース１３００が、Ｎポールピース１１１０及び第１外側ポールピース１２００に各々囲まれるように配置されてもよい。
【０１２３】
図１６は、図１５の磁束制御装置の変形例４０００’の概略断面図である。
【０１２４】
図１５においては、結合ボルト１６２１、１６３１のヘッド１６２２、１６３２が外側ポールピース１２００、１３００に位置するようにしたが、これとは逆に、図１６のように、ヘッド１６２２、１６３２がベースポールピース１４００側に配置されるように、結合ボルト１６２１、１６３１をベースポールピース１４００側から挿入して結合してもよい。
【０１２５】
具体的に、本実施例の磁束制御装置４０００’においては、第１内側支持体１６２０を貫通してその端部が第１外側ポールピース１２００に螺合されると共に、ヘッド１６２２がベースポールピース１４００に係止することでベースポールピース１４００と第１外側ポールピース１２００を結合させる結合ボルト１６２１がさらに備えられ得る。
【０１２６】
また、本実施例の磁束制御装置４０００’においては、第２内側支持体１６３０を貫通してその端部が第２外側ポールピース１３００に螺合されると共に、ヘッド１６３２がベースポールピース１４００に係止することでベースポールピース１４００と第２外側ポールピース１３００を結合させる結合ボルト１６３１がさらに備えられ得る。
【０１２７】
このような構成及び結合方法は、外側ポールピース１２００、１３００の第２面１２０２、１３０２の面積を増加できるので、好ましい。
【０１２８】
図１７は、本発明のまた他の実施例に係る磁束制御装置５０００の概略斜視図である。
【０１２９】
本実施例の磁束制御装置５０００は、略四角形の形態を有する第１外側ポールピース１２００を有することを特徴とすること以外に他の構成は、図１４及び図１５乃至図１６の磁束制御装置４０００と同一である。
【０１３０】
一方、上述した磁束制御装置４０００、５０００において、第１外側ポールピース１２００の第１面１２０１の面積が第２面１２０２の面積よりも大きいことが残留磁気を減らし、磁束を集中できるので、好ましい。また、第２外側ポールピース１３００の第１面１３０１の面積が第２面１３０２の面積よりも大きいことが同一の理由で好ましい。面積の差は、本明細書において例示されたように、面取り形態になされてもよく、フィレット形態になされてもよい。
【０１３１】
上述した磁束制御装置１０００、１０００’、２０００、３０００、４０００、５０００によると、装置の外部に磁場を発生又は除去することができ、磁性体ホールディング装置として利用され得る。また、磁場の変動を起こすことにより、装置の外部に位置する磁性体を運動させることもできる。これによって、発電装置、動力機関等に応用され得る。
【０１３２】
一方、本発明の磁束制御装置１０００、１０００’、２０００、３０００、４０００、５０００は、外側ポールピース１２００、１３００の第２面１２０２、１３０２に磁性体として存在しなくても、コイル１５００に印加される電流を制御することにより、ポールピースアセンブリ１１００の第１位置と第２位置との間の移動が可能であり、これによって、磁場印加状態と磁場非印加状態との間の転換が可能である。
【０１３３】
上述した磁束制御装置１０００、１０００’、２０００、３０００、４０００、５０００の制御は、少量の直流電流で可能であり、磁場印加状態と磁場非印加状態の転換時にのみ用いられるので、電力消耗が小さい。従って、環境にやさしいエネルギ提供手段としても利用され得る。
【０１３４】
さらに、磁束制御装置４０００、５０００のように、Ｎポールピース１１１０及びＳポールピース１１２０の何れか一つが、他の一つを囲むように配置して、第１外側ポールピース１２００及び第２外側ポールピース１３００の何れか一つが他の一つを囲むように配置される構造を選択した場合、生産プロセスが簡単化され、生産コストを節減できる。また、第１外側ポールピース１２００の第２面１２０２と第２外側ポールピース１３００の第２面１３０２が互いに隣接する部分を最大化でき、ホールディング力を極大化できる。
【０１３５】
以上、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者ならば、本発明の技術的思想及び必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施され得ることが理解できるであろう。それ故、以上において記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解されるべきである。
【０１３６】
１      貼付対象（磁性体）
１０００、１０００’、４０００、４０００’、５０００      磁束制御装置
１００１      ガイド棒
１１００      ポールピースアセンブリ
１１０１      固定手段
１１１０      Ｎポールピース
１１１１      第１面
１１１２      第２面
１１２０      Ｓポールピース
１１２１      第１面
１１２２      第２面
１１３０      永久磁石
１２００      第１外側ポールピース
１２０１      第１面
１２０２      第２面
１３００      第２外側ポールピース
１３０１      第１面
１３０２      第２面
１４００      ベースポールピース
１４０１      第１面
１４０２      第２面
１５００      コイル
【０１３７】
１４１０      突出部
１６１０      外側支持体
１６２０      第１内側支持体
１６２１      結合ボルト
１６２２      ヘッド
１６３０      第２内側支持体
１６３１      結合ボルト
１６３２      ヘッド
【０１３８】
２０００、２０００’、２０００’’      磁束制御装置
２００１      ガイド棒
２１００      ポールピースアセンブリ
２１０１      固定手段
２１１０      Ｎポールピース
２１２０      第１Ｓポールピース
２１３０      第１永久磁石
２１４０      第２Ｓポールピース
２１４１      第１面
２１４２      第２面
２１５０      第２永久磁石
２２００      第１外側ポールピース
２２０１      第１面
２２０２      第２面
２３００      第２外側ポールピース
２３０１      第１面
２３０２      第２面
２４００      ベースポールピース
２４０１      第１面
２４０２      第２面
２４０３      第３面
２５００      永久磁石
２６００      第３外側ポールピース
２６０１      第１面
２６０２      第２面
【０１３９】
３０００      磁束制御装置
３００１      ガイド棒
３１００      ポールピースアセンブリ
３１０１      固定手段
３１１０      第１Ｎポールピース
３１２０      Ｓポールピース
３１３０      第１永久磁石
３１４０      第２Ｎポールピース
３１４１      第１面
３１４２      第２面
３１５０      第２永久磁石
３２００      第１外側ポールピース
３２０１      第１面
３２０２      第２面
３３００      第２外側ポールピース
３３０１      第１面
３３０２      第２面
３４００      ベースポールピース
３４０１      第１面
３４０２      第２面
３４０３      第３面
３５００      永久磁石
３６００      第３外側ポールピース
３６０１      第１面
３６０２      第２面
【図１】
2017522712.tif 000003
【図２】
2017522712.tif 000004
【図３】
2017522712.tif 000005
【図４】
2017522712.tif 000006
【図５】
2017522712.tif 000007
【図６】
2017522712.tif 000008
【図７】
2017522712.tif 000009
【図８】
2017522712.tif 000010
【図９】
2017522712.tif 000011
【図１０】
2017522712.tif 000012
【図１１】
2017522712.tif 000013
【図１２】
2017522712.tif 000014
【図１３】
2017522712.tif 000015
【図１４】
2017522712.tif 000016
【図１５】
2017522712.tif 000017
【図１６】
2017522712.tif 000018
【図１７】
2017522712.tif 000019
【国際調査報告】
2017522712.tif 000020
2017522712.tif 000021
2017522712.tif 000022
2017522712.tif 000023