(57)【要約】【課題】ワークのような強磁性物体との着脱可能な結合のための磁気装置であって、装置に吸着されてから取り外された後のワークにおける残留磁気作用を最小限に抑える磁気装置を提供することであり、特に永久磁石のみを用いて、特に装置のオンオフ切換えに関して構造的に簡単化された磁気吊上げ装置または磁気保持装置を提供すること。【解決手段】  強磁性ワークの吊上げおよび／または保持のための磁気装置（１００）は、強磁性ハウジングブロック（１０）と、ハウジングブロック（１０）の空洞内部に収容された切換え可能な磁石構成とを含む。ハウジング（１０）は、実質的に互いに磁気的に分離された２つの長手方向側部を規定するように形成される。切換え可能な磁石構成は、一連の交互配置された双極磁石ユニット（４０、４２）を含み、これらの磁石ユニットは、上記２つの側部の間にハウジングブロック（１０）の長手方向軸に沿って配置される。磁石ユニット（４０、４２）は、円筒状、より詳細には環状の形状を有する一連の固定永久磁石（４０）および回転可能永久磁石（４２）を含み、固定磁石（４０）に対して回転可能磁石（４２）をハウジングブロック（１０）の長手方向軸を中心に回転させる作動シャフト（２４）がこれらの磁石を通っている。これにより、磁石ユニット（４０、４２）を、それぞれの磁界が反対で実質的に互いに打ち消し合う「オフ」位置と、それぞれの磁界がそろえられて実質的に互いに強め合う「オン」位置との間で切り換えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に、強磁性のワークおよび物体を保持するかまたは吊り上げるための磁気装置であって、ハウジングブロックと、前記ハウジングブロック内部に収容された複数の個別の永久磁石ユニットを含む切換え可能な磁石構成と、前記ハウジングブロックに一体化されているかまたは固定可能であり、互いに磁気的に分離された、少なくとも対の受動強磁性磁極拡張部材であって、前記切換え可能な磁気構成によって供給される磁束を前記ハウジングブロックの作用面と接触する強磁性物体に伝達するための磁極拡張部材と、を含み、前記切換え可能な磁気構成が、前記ハウジングブロックの長手方向軸に沿って配置された一連の交互配置された永久磁石ユニットを含み、前記磁石ユニットが、前記ハウジングブロックの長手方向軸の周りに回転可能ユニットと固定ユニットとを含み、前記固定ユニットが、前記対の磁極拡張部材に、反対のＮ−Ｓ極性を常時付与するように配置され、前記回転可能ユニットが、前記対の磁極拡張部材に、前記固定ユニットに対する回転状態に応じて、反対のＮ−Ｓ極性を順次付与するように配置され、該装置は、前記回転可能ユニットの回転により、前記磁極拡張部材内へ延びる隣接する固定ユニットおよび回転可能ユニットのそれぞれの磁界が反対になり実質的に互いに打ち消し合う「オフ」位置と前記磁極拡張部材内へ延びる隣接する固定ユニットおよび回転可能ユニットのそれぞれの磁界がそろえられて実質的に互いに強め合う「オン」位置との間で切換え可能であり、それにより、前記オン位置では、前記磁石ユニットの共通の磁極が前記ハウジングブロックの対向する長手方向側部のそれぞれに沿って配置され、該磁気装置は、強磁性ワークまたは物体に、前記磁極拡張部材と前記作用面と前記ワークまたは物体とを通ることによって前記永久磁石ユニット間を通る磁束によって、磁気的に吸着し、前記オフ位置では、該磁気装置は、前記強磁性ワークから外れることを特徴とする、磁気装置。
【請求項２】
磁気装置であって、長手方向軸に沿って延びる空洞を有するハウジングブロックであって、該ハウジングブロックの長手延在方向に沿った、実質的に互いに磁気的に分離された少なくとも２つの強磁性壁部を有するハウジングブロックと、前記ハウジングブロックの空洞内部に収容された、前記強磁性壁部と磁気的に相互作用するための切換え可能な永久磁石構成と、前記ハウジングブロックの前記少なくとも２つの磁気的に分離された壁部における前記ハウジングの外側の長手方向側面、上面、または底面のうちの１つまたは複数に沿って延びる作用面であって、強磁性物体を該装置に着脱可能に磁気的に固定するために前記物体に吸着するように構成された作用面と、を含む磁気装置であって、前記切換え可能な永久磁気構成が、前記空洞内部を延びる回転子心棒の周りに該回転子心棒に沿って交互に連続して配置された複数の永久磁石ユニットを含み、前記交互配置された永久磁石ユニットのうちの１つおきの永久磁石ユニットは、前記心棒に固定されて前記心棒と共に回転し、残りの永久磁石ユニットは、前記心棒が通され、前記ハウジングの前記少なくとも２つの強磁性壁部に反対のＮ−Ｓ極性を付与するように前記空洞内部に静止保持されることを特徴とし、前記回転可能な永久磁石ユニットが、それらのＮ−Ｓ極対が隣接する前記静止永久磁石ユニットのＮ−Ｓ極対に対して平行および逆平行にそろえられたりずらされたりし得るように、前記回転子心棒に固定され、前記空洞内部の前記心棒に固定された磁石ユニットを前記交互配置された静止磁石ユニットに対して回転させることによって、オンつまり磁束送出位置とオフつまり磁束分路位置との間で該装置を切り換えることができるように、割出しが行われることを特徴とする、磁気装置。
【請求項３】
前記磁石ユニットが、直径方向に磁化された双極性で円筒状または円盤状の中央に貫通孔を有する板からなり、交互に前記心棒と前記ハウジングブロックに固定され、前記固定磁石ユニットと前記回転可能磁石ユニットとが、前記オフ位置では反対の極性を有し、前記オン位置ではそろえられた極性を有するように配置された、請求項１または２に記載の磁気装置。
【請求項４】
前記交互に並ぶ一連の固定磁石ユニットおよび回転可能磁石ユニットが、前記ハウジングブロックの各長手方向端部付近または各長手方向端部に位置決めされた回転可能磁石ユニットで終わる、請求項１または２に記載の磁気装置。
【請求項５】
前記回転可能磁石ユニットの前記オフ位置と前記オン位置との間での切換えを作動させるために、前記回転可能磁石ユニットに係合して前記回転可能磁石ユニットを同期させて且つそろえて回転させ、前記固定磁石ユニットを通過する作動シャフトをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気装置。
【請求項６】
前記回転可能磁石ユニットが前記作動シャフトにキー結合され、前記作動シャフトが、前記磁気装置の前記オン位置と前記オフ位置とを切り換えるために半回転することによって回転するように構成された、請求項５に記載の磁気装置。
【請求項７】
前記ハウジングブロックに取り付けられ、前記ハウジングブロックの対向する長手方向端部に設置された、前記作動シャフトを結合し前記空洞内部で中心に位置するように維持するための作動アセンブリとエンドアセンブリとをさらに含む、請求項６に記載の磁気装置。
【請求項８】
前記作動アセンブリを介して前記シャフトに取り付けられた、前記オン位置と前記オフ位置とを切り換えるためのハンドルをさらに含む、請求項７に記載の磁気装置。
【請求項９】
前記作動アセンブリが、前記ハンドルを前記作動シャフトに結合する伝動アセンブリを含む、請求項８に記載の磁気装置。
【請求項１０】
前記作用面に、一対の平行で離間された強磁性受動磁極レールをさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の磁気吊上げ装置。
【請求項１１】
前記ハウジングブロックに装着された吊上げアセンブリまたは要素であって、前記装置に磁気的に固定されている物体を吊り上げるためのクレーン、リグ、またはこれらに類する機器と協働するように構成された、吊上げアセンブリまたは要素をさらに含む、請求項１に記載の磁気装置。
【請求項１２】
前記磁石ユニットが、前記ハウジングブロックの前記長手方向軸に沿って互いに直接隣接して位置する、請求項１に記載の磁気装置。
【請求項１３】
強磁性ワークの吊上げおよび／または保持のための磁気装置（１００）であって、強磁性ハウジングブロック（１０）と、前記ハウジングブロック（１０）の空洞内部に収容された切換え可能な磁石構成とを含み、前記ハウジング（１０）が、実質的に互いに磁気的に非結合化された２つの長手方向側部を規定するように形成され、前記切換え可能な磁石構成が、前記２つのハウジング側部の間に前記ハウジングブロック（１０）の長手方向軸に沿って配置された一連の交互配置された双極磁石ユニット（４０、４２）を含み、前記磁石ユニット（４０、４２）が、円筒状、より詳細には環状の形状を有する一連の固定永久双極磁石（４０）および回転可能永久磁石（４２）を含み、前記回転可能磁石（４２）とキー結合して前記固定磁石（４０）に対して前記ハウジングブロック（１０）の前記長手方向軸を中心に回転させる作動シャフト（２４）が該固定磁石および回転可能磁石を貫通し、これにより、前記磁石ユニット（４０、４２）を、前記磁石ユニット（４０、４２）のうちの隣接する磁石ユニットのそれぞれの磁界が反対になり実質的に互いに打ち消し合う「オフ」位置と、全ての磁石ユニット（４０、４２）のそれぞれの磁界がそろえられて実質的に互いに強め合い、前記ハウジングブロック（１０）の前記長手方向側部が互いに反対の極性を与えられる「オン」位置との間で切り換えることができる、磁気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にマテリアルハンドリングに関し、特に、鋼板や鋼塊などを含むワークのような強磁性物体を機械加工、吊上げ、取扱い（handling）、搬送などの作業のために固定する際に用いられる磁気式保持・吊上げ装置に関する。
【０００２】
特に、本発明は、切換え可能な磁気装置であって、ワークを装置の作用面に固定するための唯一の磁束源として永久磁石を用いた磁気装置に関する。但し、装置を起動状態と非起動状態との間で切り換える際、完全に手動の機械的動作ではなく、サーボモータ（電気式、空気圧式、油圧式）が用いられてもよい。
【０００３】
強磁性体マテリアルハンドリングの分野においては永久電磁石式の吊上げ具や吊上げ装置が長年使用されている。
永久磁石を装置とワークとの間に結合力を発生させるための唯一の源として利用する磁気吊上げ装置が、例えば、米国特許第３，００９，７２７号、第３，３８９，３５６号、第３，４５２，３１０号、第４，３２４，２１９号、第５，３８２，９３５号、および第５，４３５，６１３号ならびに米国特許出願第２００３／０１４６６３３Ａ１号から公知である。
【０００４】
磁気式の「重量物リフタ」の一種が、米国コロラド州ウェストミンスターのマグスイッチ・インダストリアル・ソリューションズ社（Magswitch Industrial Solutions）によって、ＭＬＡＹという製品シリーズで供給されている。
一例として、マグスイッチ社のＭＬＡＹ６００Ｘ４リフティングマグネットが挙げられる。これらのリフタは、当該装置の作用面に強磁性物体を固定するための磁束源として、切換え可能な永久磁石を用いている。
【０００５】
参照により内容が本明細書に援用される米国特許第７，０１２，４９５号には、ＭＬＡＹ吊上げ装置において変形実施される基本原理が記載されている。この米国特許では、一対の積み重ねられた円筒形永久磁石であって、直径方向に磁化され、そのうちの一方が積み重ね軸を中心に回転可能である永久磁石が、このような切換え可能なユニットのハウジングと作用面とを提供する強磁性（受動）磁極拡張片（pole extension piece）の間に収容されている。
【０００６】
特許文献国際公開第２０１３／１７９１２６Ａ１号にはＭＬＡＹ型の装置が説明および図示されており、その内容も簡略な相互参照により本明細書中に援用される。ＭＬＡＹ６００Ｘ４は、基本的に、一連の４つの別々の対の積み重ねられた円筒形永久磁石であって、直径方向に磁化された永久磁石を含み、該４対の永久磁石は、４つの磁石対の全てに磁極拡張片を提供する共通のハウジングブロック内部に並置され、各磁石対の積み重ね軸は、互いに平行に且つハウジングの長手方向軸に垂直に延びている。
【０００７】
動作的には、ＭＬＡＹ６００Ｘ４は、オフ位置とオン位置とに手動で切換え可能であり、４対の磁石からハウジングの下面に固定された２つの強磁性ポールシューバー（pole shoe bar）を介して無視できる程小さいかまたはかなり大きい磁束を選択的に送出（deliver）し、これにより、装置のハウジングの底に作用面を提供する。永久磁石が用いられ、装置が手動で切り換えられるため、外部電源は不要である。一対のクレビスファスナーが、ハウジングに装着され、磁気リフタと吸着されたワークとを、クレーンブームやこれに類する装置を用いて巻き上げることを可能にする。
【０００８】
ＭＬＡＹシリーズの重量物リフタは、磁化可能な強磁性材料の本体を含むれんが状のハウジングを有する。本体は、一連の全く同じ穴（ＭＬＡＹ６００Ｘ４の場合は４つ）を有し、これらの穴は、ハウジングの長さに沿って密に隣接して一列に整列してハウジング本体を垂直方向に貫通しており、磁化不可能なように処理されたハウジング材料からなる幅狭のウェブによって隔てられている。
【０００９】
各穴は、一対の積み重ねられた円筒形磁石、すなわち、上側磁石と下側磁石とを収容する。上側磁石と下側磁石とはどちらも直径方向に分極した希土類永久双極磁石である。
下側磁石は所定の位置に固定され、上側磁石は穴の内部で回転可能である。穴の下側開口は、汚染物の侵入および磁束漏洩路を防止するために、分路ディスク（高い磁気抵抗を有する）によってハウジングの下面と面一に封止される。回転をより容易にするために、上側磁石と下側磁石とは、積み重ねられた磁石の間に挟み込まれた摩擦低減用セパレータシートによって隔てられる。
【００１０】
下側磁石は、回転しないように固定され、それらのＮ−Ｓ極軸がハウジングの長手方向軸と垂直に延びるような向きになっている。言い換えれば、各下側磁石のＮ極とＳ極とを隔てる直径線が、ハウジング本体の長手方向対称面に沿って互いに一直線にそろえられている。
【００１１】
上側磁石は、それらの穴の内部で回転自在であり、アクチュエータサブアセンブリによって作動される。このアクチュエータサブアセンブリにより、全ての上側磁石を特定のオフ位置とオン位置との間で同期切り換えすることができる。アクチュエータサブアセンブリは、ハウジングの一端のハンドルによって上側磁石のそれぞれの調和および同期した回転を可能にするラック・アンド・ピニオン構成を用いる。
【００１２】
リフタが「オフ」位置にあるとき、上側磁石の磁極は、下にある下側磁石の磁極とは反対に配置される。すなわち、上側磁石のＮ極が下側磁石のＳ極の上に重なり、Ｓ極がＮ極の上に重なる。
【００１３】
したがって、本構成においては、上側磁石と下側磁石とが内部のアクティブな磁気分路として働き、その結果、外部磁界強度がゼロに近づく。これは、磁界が極めて接近しているために互いに打ち消し合う状態に近づくためである。装置の作用面つまり係合面を規定するポールシューバーにおいて「引き出す（tapping）」ことができる磁束はない。
【００１４】
上側磁石をそれぞれの回転軸を中心に１８０°回転させると、装置が「オン」位置になり、このオン位置では、上側磁石と下側磁石の極性配向がそろえられる。すなわち、上側磁石と下側磁石のＮ極同士が互いに重なり合い、Ｓ極同士も重なり合う。これにより、下側磁石と上側磁石との磁界が互いに強め合い、外部磁界が非常に強くなる。結果として、ワークをポールシューバーの全体にわたって接触させることによって磁束を「引き出す」ことができ、ポールシューバーは、吸着されたワークに磁束を伝達して通らせるための低抵抗経路を提供し、それにより、閉磁路が作られる。
【００１５】
ＭＬＡＹ６００Ｘ４および他の永久磁石式吊上げ／保持装置に関連して生じる１つの問題は、装置に吸着されてから取り外された後の強磁性ワークに付与されている残留磁化（残留磁気）である。ワークの「磁気的な」乱れの最小化が望ましい目標として認識されてはいるが、既存の設計において、ワークと装置の磁気結合の結果としての残留磁化を完全に回避することは難しい。
【００１６】
以上の説明から、ＭＬＡＹ磁気グラブのような装置（およびその他の上述の装置）を、当該装置のハウジングを巻上げ／吊上げ機器に結合するために構成された構成要素を除去することによって改変し、これにより、ハウジングにおけるポールシューバーまたは他の磁気的に分極可能な構成要素によって提供される１つまたは複数のワーク受け面において磁束アクセスを提供するために永久磁石が切換え可能である静止電磁チャックもしくはワーク保持装置を提供することができることがさらに理解されよう。
【００１７】
さらに、例えば、米国特許第５，２６６，９１４号、第４，４６８，６４８号、および第４，４１９，６４４号に図示および説明されているように、磁束を送出するオン状態と、装置の作用面において「利用可能な」磁束が無いオフ状態との間での装置の切換えを実施するために互いに対して変位可能な永久磁石を用いる多くの種類の専用の磁気式保持装置／チャック設計が先行技術において知られており、そのうちのいくつかは、装置全体としての複雑な構成を特徴とする。
【００１８】
機械加工または他の作業を行った後のワークに残留磁化が残っている可能性は、場合によっては問題となり、ワークに対して別の減磁処置を取ることが必要になる。
このため、上記の残留磁化を鑑みて、装置との磁気的相互作用から解放された後の強磁性ワークにおける残留磁気を最小限に抑える、電磁チャック、吊上げ装置、および結合装置等として構成され得る、切換え可能な永久磁石装置を提供することが有利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の１つの目的は、ワークのような強磁性物体との着脱可能な結合のための磁気装置であって、装置に吸着されてから取り外された後のワークにおける残留磁気作用を最小限に抑える磁気装置を提供することである。
【００２０】
別の目的は、特に永久磁石のみを用いて、特に装置のオンオフ切換えに関して構造的に簡単化された磁気吊上げ装置または磁気保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
他の目標および目的は、以下の説明から明らかになる。
本発明の発明概念は、複数の永久磁石ユニット、好ましくは双極永久磁石が、磁石ユニット（ひいては、永久磁石が有するＮ−Ｓ極対）のいくつかが当該回転可能ユニット間に介在する静止磁石ユニットに対して回転可能であるように、共通の軸に沿って配置された切換え可能な磁気構成であって、回転可能ユニットを共通の軸の周りに配置された静止ユニットに対して相対回転させて回転可能磁石ユニットの回転可能なＮ−Ｓ極対を静止磁石ユニットのＮ−Ｓ極対と平行または逆平行にすることによってオフ位置とオン位置との間で切り換えることができる構成を提供することにより、改良された磁気装置を達成することができるという認識にある。この構成は、当該磁気構成が共通の穴（あるいは成形された空洞）に収容され、ハウジングの強磁性壁部品によって取り囲まれている場合に、代替の先行技術の装置に比べて残留磁化が比較的より小さく且つより均一なパターンであるだけでなく、組立容易性を提供することが分かっており、ここで、上記壁部品は、固定された磁極拡張要素を静止磁石ユニットと回転可能磁石ユニットとに提供し、永久磁石ユニットの互いに対する回転変位に応じて、Ｎ極性もしくはＳ極性で均一に磁化されているか、または、隣接する磁石ユニット間に一続きの閉じた磁束経路ループを有し、効果的に互いに打ち消し合うかのいずれかである。
【００２２】
本発明の第１の態様によると、磁気装置であって、長手方向軸に沿って延びる空洞を有するハウジングブロックであって、該ハウジングブロックの長手延在方向に沿った、実質的に互いに磁気的に分離された少なくとも２つの強磁性壁部を有するハウジングブロックと、上記ハウジングブロックの空洞内部に収容された、上記強磁性壁部と磁気的に相互作用するための切換え可能な永久磁石構成と、上記ハウジングブロックの上記少なくとも２つの磁気的に分離された壁部における上記ハウジングの外側の長手方向側面、上面、または底面のうちの１つまたは複数に沿って延びる作用面であって、強磁性物体を該装置に着脱可能に磁気的に固定するために該物体に吸着するように構成された作用面と、を含む磁気装置であって、上記切換え可能な永久磁気構成が、上記空洞内部を延びる回転子軸の周りに該回転子軸に沿って交互に連続して配置された複数の永久磁石ユニットを含み、上記交互配置された永久磁石ユニットのうちの１つおきの永久磁石ユニットは、上記軸に固定されて上記軸と共に回転し、残りの永久磁石ユニットは、上記軸が通され、上記ハウジングの上記少なくとも２つの強磁性壁部に反対のＮ−Ｓ極性を付与するように上記空洞内部に静止保持されることを特徴とし、上記回転可能な永久磁石ユニットが、それらのＮ−Ｓ極対が隣接する前記静止永久磁石ユニットのＮ−Ｓ極対に対して平行および逆平行にそろえられたりずらされたりし得るように、上記回転子軸に固定され、上記空洞内部の上記軸に固定された磁石ユニットを上記介在する静止磁石ユニットに対して回転させることによって、オンつまり磁束送出位置とオフつまり磁束分路位置との間で該装置を切り換えることができるように、割出しが行われることを特徴とする、磁気装置が提供される。
【００２３】
本発明の好適な実施形態は、双極永久磁石ユニット、より詳細にはひとまとまりの（つまり一体の）円筒形または円板状の双極永久磁石体（能動および受動磁性材料を含む磁石回転子ユニットアセンブリと比較して）を利用するが、四重極磁石回転子を用いてもよいことが理解されよう。このような場合、ハウジングブロックには２つではなく４つの磁気的に分離された壁部が存在することが必要となり、それにより、断面が四辺形のハウジングブロックの場合、ハウジングは、静止磁石ユニットに対する回転子磁石ユニットの回転位置に応じて選択的に磁化および消磁され得る４つの作用面を有することになる。
【００２４】
装置における個別の磁石ユニットの数とこれらの定格は装置の仕様および用途によって決まることが理解されよう。例えば、４つの回転可能磁石と３つの静止磁石とを有し、各磁石の直径が５０ｍｍ、厚さが約２０ｍｍであり、例外として中央の固定磁石が２倍の厚さ（すなわち、ハウジングの長手方向における長さ）を有し、これにより約１６０００ニュートンの保持力が得られ、各磁石が、ＮｄＦｅＢ希土類磁石である装置であってもよい。
【００２５】
好ましくは、上記一連の交互配置された双極永久磁石ユニットが、上記ハウジングブロックの長手方向軸と同軸状に延びるように配置され、該永久磁石ユニットが、上記ハウジングブロックの長手方向軸を中心に、それぞれの磁界が反対で実質的に互いに打ち消し合う「オフ」位置とそれぞれの磁界がそろえられて実質的に互いに強め合う「オン」位置との間で相対的に回転可能であり、それにより、オン位置では、上記磁石ユニットの共通の磁極が上記ハウジングブロックの対向する長手方向側部に沿ってそれぞれ配置され、上記磁気装置は、上記切換え可能な永久磁石構成によって磁極面を介して送出される磁束によって強磁性ワークをしっかりと吸着することができ、オフ位置では、上記磁気装置が該強磁性ワークから外れる。
【００２６】
オン位置では、双極永久磁石ユニットの共通の磁極が、ハウジングブロックの両側における長手方向強磁性側壁部に沿ってそれぞれ配置される、すなわち、永久磁石ユニットの全ての北極が同じ側を向き、全ての南極が反対の方向を向くため、かなり大きい磁束が、磁石ユニットから、側壁部を通って、ハウジングブロックのワークに係合する作用面を通って、強磁性ワークに送出される。
【００２７】
好ましくは、上記ハウジングブロックの長手延在方向に沿って延びる一対の強磁性磁極拡張レールが、上記作用面における壁部に付与される極性に従って極性を与えられるように、上記作用面に着脱可能に装着され得る。これらの磁極拡張レールの断面は、ワークと磁気装置との間に最適な接触面を提供し、エアギャップの磁束漏れを最小限に抑え、磁束圧縮の働きがあるように、選択することができる。
【００２８】
ワークは、磁極レールにわたって吸着されているとき、低い磁気抵抗の経路（周囲空気に対して）を、磁石ユニットから壁部を通って送出される磁束に提供し、よって、磁極がそろえられた永久磁石ユニットと共に、磁極レールと磁石ユニットとの間の磁束ループを閉じる閉磁気回路を形成する。
【００２９】
交互に並ぶ一連の交互配置された固定磁石ユニットおよび回転可能磁石ユニットは、回転可能磁石ユニットによって「囲まれる」ことが好ましく、当該回転可能磁石ユニットは、ハウジングブロックのそれぞれの長手方向端部においてその他の磁石ユニットの両側に位置する。言い換えれば、回転可能磁石ユニットは、交互に並ぶ一連の固定磁石ユニットおよび回転可能磁石ユニットの長手方向の両端に位置する。
【００３０】
回転可能磁石ユニットは、共通の作動シャフト（すなわち、回転子心棒（rotor axle））に例えばピン・キー溝構成を用いて固定されることが好ましく、該シャフトは、ハウジングブロック内部で動かないように固定された固定磁石ユニットの適切な大きさの貫通孔を貫通して延びる。
【００３１】
最も簡単な型の場合、作動シャフトは、れんが状（直方体（regular parallelepiped））のハウジングブロックの長手方向端部の一方におけるエンドキャップまたはエンドプレートに位置してこれに担持されたハンドルまたは他のタイプの手動操作レバーもしくはつまみに直接キー結合させることができ、磁気装置のオン位置とオフ位置とを切り換えるために反回転（すなわち、１８０度）によって回転させることができる。回転可能磁石ユニットは、シャフト上に整列し、作動シャフトによって同期回転する。回転可能磁石ユニットは、ひとまとまりで、回転可能磁石ユニットのそれぞれの一定で一致した回転の結果として、事実上単一の回転子を形成し、それにより、回転可能磁石間に介在配置されて位置する固定磁石と、回転子が支持される空洞（すなわち、穴）を取り囲む強磁性壁部と、磁気的に相互作用する。この構成によって、各ユニットを切り換える／作動させるための個別のハンドル／シャフトが不要になる。また、単一の貫通穴が全ての磁石ユニットを収納するための空洞を提供する簡単化されたハウジング設計も可能になる。
【００３２】
作動シャフトを結合および保持し、作動シャフトが確実に円筒形のハウジングブロック空洞内部で中心に位置して自由に回転できるようにするための作動アセンブリとエンドサポートアセンブリとが、ハウジングブロックに装着され、その対向する長手方向端部に設置されることが好ましい。前述のように、手動操作される外部ハンドルが、オン位置とオフ位置とを切り換えるための作動アセンブリの一部を形成してもよいが、空気圧式、油圧式、または電気式のアクチュエータを代わりに採用してもよい。
【００３３】
ハンドルは、シャフトに直接結合によって取り付けられることが好ましいが、必要に応じて、伝動アセンブリが、ハンドルを作動シャフトに結合するための作動アセンブリの一部を形成してもよい。ハンドルは、制限された可動域（例えば、４５°）で動作してもよく、オフ位置とオン位置との切換えに必要な半回転を達成するために伝動倍数（gearing multiple）（例えば、４：１）が用いられ得る。この目的のためにエピサイクリック伝動構成を用いることができる。
【００３４】
好ましくは、作動ハンドルまたはシャフトの回転を装置のオン位置とオフ位置との間の選択可能な回転位置で止めるために、選択的に係合可能な回転止め要素をハウジングブロックに設けることができる。このことにより、必要に応じて、装置を「磁化」し、最大値未満の磁束出力で動作させることが可能となる。止め要素は、吊上げ／搬送作業中にワークが運搬されているときに、不注意によりハンドルが作動して装置が「オフ状態」になることを防止するために、安全要素としても構成され得る。
【００３５】
前述のように、磁気装置は、磁気吊上げ装置または磁気ワーク保持機器として実現され得る。一実施形態においては、どちらの装置も、ハウジング（装置）を巻上げクレーン、ガントリー、またはこれらに類するものに着脱可能に結合するための適切な構成または構成要素の存在を除いては、基本的に同じ外側の箱状ハウジングブロック構成を有する。ハウジングブロックは、装置を巻き上げることができる吊上げ部材を固定するために、適切なマウント（ねじ穴等）を備えることが有利である。最も簡単な形態では、吊上げ部材は、ローズ（rouse）を含み得る。ロボットの巻上げアームやクレーンのケーブル等への吊上げ装置の装着／結合のしやすさを高めるために、早替え結合器も同様にハウジングに装着可能である。
【００３６】
吊上げ構成要素は、ハウジングブロックの上部外面に装着されることが好ましく、下部外面はワーク係合面を提供する。
【００３７】
吊上げ結合構成要素は、吊上げ装置を箱状のワーク保持装置に変形させるためにハウジングから外すことができ、それにより、ハウジングブロックの上部外面が（追加の）ワーク係合領域も提供し得る。言うまでもなく、吊上げ要素のためのマウントが無い専用の保持装置構成を提供することもでき、ハウジングの周りに多くのワーク係合面を備えた汎用装置が提供される。
【００３８】
正方形または矩形の断面のハウジングブロックは、好ましくは、磁化率が非常に高く残留磁気および保磁力が低い単一の強磁性材料、例えば１０１８スチールから機械加工され、ハウジングブロックの実質的な厚さを有する対向する長手方向側壁の間の円筒形中央空洞の周りの材料の小さい上下のウェブが、対向する長手方向側部を有効に互いに磁気的に「非結合化」する高磁気抵抗領域を形成する。言い換えれば、ハウジングの上下両側は、ワークを通る外部回路の強度を低下させる望ましくない磁気回路が横方向の両側の間に（すなわち、ハウジング自体を通って）生じるのを防止する厚さに機械加工される（または、仕上げられる）。
【００３９】
あるいは、ハウジングブロックは、ハウジングブロックの２つの長手方向側部を磁気的に非結合化するという同様の効果を提供し、それによってハウジングの磁気的な短絡を防止するために、１つまたは複数の反磁性ガスケットで接合された２つのハウジング部品から組み立てられ得る。
【００４０】
前述のように、装置の各磁石ユニットは、一体の永久双極磁石であることが好ましいが、多数の永久磁石とそれらに関連する強磁性受動磁極片とから同様に組み立てられ、それによって永久磁気双極構造を形成することができる。しかし、四重極（または多重極）構造を収容することも可能である。但し、後者の場合、このような多重極磁石ユニットの使用は、磁石ユニットを同極性（like-polar）および逆極性（anti-polar）配列にするために相対回転を行うのに必要な作動機構のレイアウトに影響を及ぼすことになる。
【００４１】
特に、同じ磁極が軸方向に整列するオン位置において磁石同士がくっつくことを防止するために、減摩板を回転可能磁石および固定磁石の対向面間に位置させ得ることが有利である。
【００４２】
好ましくは、各磁石ユニットは、一般に、円盤状または円筒形の形状を有し、より詳細には、作動シャフトを収容するために中央の空間を規定するように、環状の形状を有する。固定磁石ユニットと回転可能磁石ユニットとは、例えば、ＮｄＦｅＢまたは他の希土類磁石材料を用いて、同様の活性磁性材料量からなるものであることが好ましく、ハウジングブロックの長手方向軸に沿って互いに直接隣接して（非常に薄い減摩ディスクが必要に応じて間に挟まれて）位置するように装着され、作動シャフトは同じように回転可能磁石ユニットと固定磁石ユニットとを通って延びる。固定磁石ユニットおよび回転可能磁石ユニットの全活性磁気質量は、完全にオフの状態を達成するために互いに匹敵する（等しい）ことが理解されよう。
【００４３】
試験において、本発明に係る磁気装置の原型を、同じ仕様（装置内に存在する永久磁石の全質量と、同様の量の強磁性ハウジング材料とに関して）のＭＬＡＹ磁気グラブと比較すると、本発明による回転子・固定子構成により、装置を所与の期間にわたって強磁性板（ワーク）に磁気的に吸着した状態に保ってから装置をオフにした後のワークにおける残留磁気がかなり低くなることが分かった。
【００４４】
本発明の、種々の実施形態における、上記およびその他の目的ならびにさらなる適用範囲は、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、該詳細な説明と、添付の図面に示す本発明の実施形態は、網羅的で限定的なものではない。特許請求の範囲において特定される広範な発明概念から逸脱することなく変更および変形を加えることができるためであり、当業者にはそれらの変更および変形が明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る切換え可能な磁石構成を組み込んだ磁気吊上げ装置の側面図である。
【図２】図２は、図１の磁気吊上げ装置の端面図である。
【図３】図３は、図１の磁気吊上げ装置の中央部における装置長手方向軸を横切る概略断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、切換え可能な磁石構成がオフ位置に位置決めされた、図１の磁気吊上げ装置の装置長手方向軸に一致した断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、切換え可能な磁石構成がオン位置に位置決めされた、図１の磁気吊上げ装置の装置長手方向軸に一致した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１は、本発明の一態様に従う切換え可能な磁気構成を有する磁気吊上げ装置１００の長手方向軸に沿った側面図を示す。
【００４７】
図１から明らかなように、磁気吊上げ装置は、円筒形の穴１８の内部に切換え可能な磁気構成が収容されたハウジングを実際において形成する、強磁性材料からなるれんが状のハウジングブロック１０を含む。ハウジングブロック１０は、磁化率が非常に高く残留磁気および保磁力が低い単一の材料、例えば１０１８スチールから機械加工される。
【００４８】
作動アセンブリ２０と心棒（axle）支持エンドアセンブリ３０とが、ハウジングブロック１０の対向する長手方向端部に装着される。これらのアセンブリ２０および３０は、下記にさらに詳細に説明するように、切換え可能な磁気構成の切換えを容易にするために相互作用する。磁気吊上げ装置１００は、作動アセンブリ２０から突出して該作動アセンブリに結合された手動操作ハンドル２２を用いてオンオフされる。
【００４９】
反磁性ヘッダプラットフォーム１２がハウジングブロックの上縁に装着され、そのヘッダ１２に、吊上げまたは結合アセンブリ１４が装着される。吊上げリング１６が、吊上げアセンブリに通され、ケーブルまたは吊上げアーム等を用いて従来の方法で磁気吊上げ装置１００を吊上げるために用いられる。
【００５０】
図２は、図１の磁気吊上げ装置１００を作動アセンブリ２０とこれに結合されたハンドル２２とが位置する装置１００の長手方向端部から見た立面図を示す。
【００５１】
図３は、装置１００の中央部の断面を示し、ハウジングブロック１０の内部構造が見えている。ハウジングブロック１０は、機械加工により貫通形成された、ハウジングブロック１０の全長にわたる円形の穴１８を有する。
【００５２】
図３から明らかなように、ハウジングブロック１０は、ブロック材料からなる幅狭のウェブ２１ａおよび２１ｂを穴１８の上方および下方に有し、穴１８の両横側に側壁１９ａおよび１９ｂを提供するより大きな量の材料を有する。上記材料からなる幅狭のウェブ２１ａ、２１ｂの厚さは、ハウジング１０に十分な機械的完全性を与えながらも、同時に、これらのウェブが穴１８の真上および真下に提供する低磁気抵抗の「橋」を小さくするように最小の厚さとなるように、選択される。本質的には、ウェブの両側のハウジングブロック１０の２つの対向する長手方向側部２１ａおよび２１ｂを磁気的に非結合化することが目標である。この効果は、同じ目的を達成するガスケットを実際において形成する反磁性材料からなる細片で取付・接合された、装置１００の対向する長手方向側部を提供する２つの同一部品でハウジングブロック１０を構成することによっても同様に得ることができる。
【００５３】
ハウジングブロック１０の下面は、装置１０００をワーク（図示せず）に磁気的に結合するための作用面を提供し、ハウジングブロック１０は、その下面において、実際においてはハウジングブロック１０の長手方向軸に沿って伸びる中心線である中心に向かってわずかに凹んでいるか、または、ハウジングブロック１０の全長にわたって延びる一対の平行で離間された強磁性受動磁極拡張レール（またはシュー）が設けられている。この凹状の窪みは、磁気結合時にワーク内へ送出される磁束をより明確に分離・集中させる働きがあり、したがって、ハウジングブロック１０の長手方向側部または端縁のそれぞれに沿って２つの作用磁極面１１を規定すると言うことができる。
【００５４】
図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、オフ位置およびオン位置に切り換えられた磁気吊上げ装置１００の断面図である。
【００５５】
ハウジングブロック１０内部に配置された磁石ユニット４０、４２は、希土類材料からなることが好ましい双極永久磁石であり、円盤状または円筒状の外形を有する。より正確には、磁石ユニット４０、４２のそれぞれが、特徴として、作動シャフト２４を収容するために中央に空間を有するため、磁石ユニット４０、４２は環状体である。
【００５６】
北極と南極との境界線は、名目上、磁石４０、４２の中心を通る直径線に沿っている。オフ位置およびオン位置のどちらにおいても、磁極間の境界は、共通平面上でハウジングブロック１０の側部にほぼそろえられている。
【００５７】
磁石ユニット４０、４２は、固定磁石４０と回転可能磁石４２とを含み、該回転可能磁石４２は該固定磁石４０と交互に並ぶように直列に交互配置されている。磁石４０、４２を直接隣接して配置されているように図示しているが、磁石４０、４２は、対向する軸方向端面間で最小の一定間隔を維持し、実際上は、相対的に回転する磁石４０の対向面間で支え面として働く適切な反磁性の性質を持つ減摩材料からなる薄いシートによって分離され得る。
【００５８】
固定磁石ユニット４０と回転可能磁石ユニット４２とは、以下の特定の順序で配置される。回転可能磁石ユニット４２ａ、４２ｄが、ハウジングブロック１０の長手方向端部のそれぞれに位置決めされ、固定磁石ユニット４０ａ、４０ｃが、これらの回転可能磁石ユニット４２ａ、４２ｄに直接隣接して位置決めされるかまたはそれらよりも内側に位置決めされる。別の一対の回転可能磁石ユニット４２ｂ、４２ｃが、これらの固定磁石ユニット４０ａ、４０ｃに直接隣接して位置決めされるかまたはそれらよりも内側に位置決めされる。固定磁気ユニット４０ｂが、最も内側の回転可能磁石ユニット４２ｂ、４２ｃの間に直接位置し、その他のユニットに比べて２倍の活性磁性材料質量を有する。
【００５９】
ハウジングブロック１０の長手方向一端から長手方向他端までの間で、各磁石ユニットの順序は、４２ａ、４０ａ、４２ｂ、４０ｂ、４２ｃ、４０ｃ、４２ｄとなっている。これにより、４つの回転可能磁石ユニット４２が３つの固定磁石ユニットとちょうど互い違いになるように交互配置され、この一連の磁石ユニットは両端を回転可能磁石ユニット４２ａ、４２ｄによって囲まれている。
【００６０】
回転可能磁石４２は、中央の空間に加えて、２つの直径方向に対向するキー溝（スロット）も特徴として有しており、該キー溝は、作動シャフト２４に固定されて該作動シャフトから放射状に突出する矩形キー２６と嵌合するために、該中央の空間の内側に延びる。これにより、キー２６は、対応するキー溝に受け入れられ、回転可能磁石４２を作動シャフト２４と同期回転させるために該作動シャフトに固定する。
【００６１】
固定磁石４０は、圧力嵌め等の任意の手段によってハウジングブロック１０内部で一定の位置および向きに保持されるが、固定磁石を固定し、黄銅（ｂｒａｓ）を含む任意の反磁性材料からなる作動シャフトと一体となった磁気誘導回転を防止するためには、キー付きの圧力嵌めを、さらに接着剤と共に、または接着剤なしで、用いることが好ましい。
【００６２】
固定磁石４０ａ、４０ｂ、４０ｃと回転可能磁石４２ａ〜４２ｄとは、図示するように、同じ一般的な形状係数のものであるが、回転可能磁石４２は、ハウジングブロック１０の穴１８に対する自由な回転を可能にするために若干小さめの直径を有する。また、中央の固定磁石４０ｂは、磁気アセンブリの全ての永久磁石ユニット４０、４２間の磁気対称性を提供するために、隣接する固定磁石４０および回転可能磁石４２よりも幅が大きいように、すなわち、回転可能磁石４２の２倍の活性材料質量を有するように選択される。
【００６３】
上記のように、図４Ａは、「オフ」位置における磁石４０、４２を示し、図４Ｂは、「オン」位置における磁石４０、４２を示す。
【００６４】
図４Ａに示すように、オフ位置では、交互に並ぶ固定磁石４０と回転可能磁石４２とが反対の極性を有するように配置される。オフ位置において磁石４０、４２が発生させるそれぞれの磁界は反対であり、その結果、互いに打ち消し合う（よって、回転可能磁石の活性磁気質量の合計が固定磁石のものと同じであることが必要）ように作用する。これにより、結果として生じる正味の磁界は、ゼロ、または、少なくとも、磁石４０、４２の磁界の総合値に対して非常に小さい正味の値に近づく。
【００６５】
より詳細には、図４Ａに示すように、固定磁石４０および回転可能磁石４２の反対の磁極が装置１００の両側に沿って配置される。これにより、例えば、回転可能磁石４２ａのＮ極がハウジングブロック１０の一方の側に回転可能に位置し、それに直接隣接するのが固定磁石４０ａのＳ極であり、次いで回転可能磁石４２ｂのＮ極であり、というように、ハウジングブロック１０の長手方向軸に沿って、回転可能磁石４２ｄのＮ極まで続く。磁石４０、４２は双極性であるため、ハウジングブロック１０の反対側では逆のパターンが当てはまる。
【００６６】
図４Ｂに示すように、オン位置では、交互に並ぶ固定磁石４０と回転可能磁石４２とが極性をそろえて配置される。オン位置において磁石４０、４２が発生させるそれぞれの磁界はそろえられ、その結果、互いに強め合うように作用する。これにより、隣接するハウジング壁内へと延びる、結果として生じる正味の磁界は、かなり大きい値となり、磁石４０、４２の個別の磁界のそれぞれの貢献を反映している。
【００６７】
より詳細には、図４Ｂに示すように、固定磁石４０および回転可能磁石４２の共通の磁極が装置１００の両側に沿って配置される。これにより、磁石４０、４２のＮ極はハウジングブロック１０の一方の側に沿って位置決めされ、Ｓ極はハウジングブロック１０の他方の側に沿って位置決めされる。
【００６８】
オン位置では、磁石４０、４２の共有磁極の共通の配向により、作用磁極面１１を通るかなり大きい量の磁界が発生する。作用磁極面１１間に設けられた凹面状の窪みは、ワークからのクリアランスを提供し、切換え可能な磁気構成、言い換えると、磁石ユニット４０、４２によって供給される磁束をそれぞれの作用磁極面１１Ｎ、１１Ｓに集中させて強磁性ワークへ送出する働きがある。
【００６９】
装置１００を起動させる、つまり、オン位置に切り換えると、作用磁極面１１が、「北」作用磁極面１１Ｎの上方のハウジングブロックの長手方向側部に沿った固定磁石４０および回転可能磁石４２のＮ極の配列と、「南」作用磁極面１１Ｓの上方のハウジングブロックの長手方向側部に沿った固定磁石４０および回転可能磁石４２のＳ極の対応する配列とを介して、かなり大きい磁束を伝える。
【００７０】
結果として、装置１００がオンであるときは、強磁性ワークを作用面１１に容易に固定することができる。これは、ワークが周囲空気に比べて低い磁気抵抗の経路を磁界に提供するためである。これにより、作用磁極面１１間に送出される磁束が、ワークを通って分路され、ワークは、周囲空気に比べて低い磁気抵抗の経路を提供することによって磁気回路を完成させる。これにより、ワークは、装置がオンの間、しっかりと把持され、装置１００は、典型的には装置１００を用いてワークを移動させた後に、ワークを取り外すためにオフに切り換えられる。
【００７１】
装置１００は、任意の作動手段によってオフ位置とオン位置との間で切り換えることができる。好適な作動手段は、作動アセンブリ２０と、これと協働するエンドアセンブリ３０と、作動アセンブリ２０とエンドアセンブリ３０との間に保持され架け渡された作動シャフト２４と、切換えを開始するために用いられる外部ハンドル２２とを含む。
【００７２】
作動シャフト２４は、作動アセンブリ２０によってハウジングブロック１０の一端に軸支されるように保持され、エンドアセンブリ２０によってハウジングブロック１０の他端に軸支されるように保持される。作動シャフト２４は、作動シャフト２４の作用径よりも直径が大きいシャフトヘッド２８で終わる。シャフトヘッド２８は、作動シャフト２４をエンドアセンブリ２０の内部に保持し、ハウジングブロック１０に対して作動シャフトの位置を定める働きがある。エンドアセンブリ３０内に作動シャフト２４を固定し、シャフトが確実に中心に位置して自由に回転するようにするために、シャフトヘッド２８から突出するエンドロッド２９が、対応する軸受構成と関連して用いられる。
【００７３】
シャフトヘッド２８は、シャフトヘッド２８とエンドアセンブリ３０とに結合され、シャフトヘッド２８の周囲に配置された戻りばね３２を有する。戻りばね３２は、操作時にハンドル２２を介したシャフト２４の角変位と反対に作用する力を提供する働きがあり、このことにより、ハンドル２２の変位時の動作が円滑になる。
【００７４】
ハンドル２２は、作動アセンブリ２０から突出する単純な円形断面のバーであり、ハウジングブロック１０の一端に装着される。ハンドル２２の可動範囲つまり角度範囲は４５°であり、作動アセンブリ２０は、ハンドルの可動域の各端、ひいてはオフ位置およびオン位置のそれぞれを規定する止め具を含み、止め具にはそのように視覚的な印がつけられている。オフ位置またはオン位置にあって係合されているという触覚フィードバックをハンドルを介して提供するために、確実動作の圧力嵌め要素を用いることができ、これにより、ハンドル２２、ひいては磁石４０、４２が選択位置からずれることも防止される。
【００７５】
ハンドル２２は、ハンドル２２の限られた動きをオフ位置とオン位置との間の移行に必要な作動シャフト２４の半回転（すなわち１８０°）に変換するためにギヤ比４：１の増倍器（multiplier）に結合する入力シャフトと一体化されている。
【００７６】
所要の比を達成するために様々な伝動構成を採用することができるが、単純な歯車列、例えば、ハンドル２２と一体化された入力シャフトがリングギヤに結合され、作動シャフト２４がサンギヤに結合されたものが好ましい。通常のように、リングギヤは、リングギヤとサンギヤとの間でこれらのギヤに噛み合うプラネタリギヤを介してサンギヤに結合される。
【００７７】
オフ位置とオン位置の切換えのための作動シャフト２４における半回転を確実にするように補償する変更を伝動構成に加えて、４５°よりも大きいかまたは小さい可動域を用いてもよい。例えば、９０°の可動域を２：１の伝動構成と併用してもよい。また、必要に応じて様々な種類の伝動構成を用い得る。
【００７８】
さらに、伝動構成を完全に省略し、１回転または少なくとも半回転することによって回転することができる直結駆動回転ハンドルのような別の形態の操作機構を、装置１００を切り換えるのに用いてもよい。
【００７９】
例えば、作動構成が外部の電気式、油圧式、または空気圧式の動力源によって、電気モータ、または油圧もしくは空気圧回路を用いて、駆動される他の種々の補助切換え手段を採用することもできる。
【００８０】
また、作動シャフトは、特に必要とされるわけではなく、代わりに、回転可能磁石のそれぞれにロッドによって結合され、回転可能磁石を共通にそろえて切り換える回転棒を用いて切換えを達成することができる。
【００８１】
さらに、磁気ユニットの１つの特定の形態を説明し、添付の図面に示したが、多種多様な代替の磁石ユニットを採用することもできる。例えば、磁石の形状が円形または環状でなければならないという圧倒的要件はない。様々な他の形状の双極磁石、例えば、棒状磁石、蝶ネクタイ状磁石、またはシェブロン状磁石を用いることができる。このような磁石の周縁は、ハウジングブロック内部でのわずかなクリアランスと自由な回転を可能にするために湾曲していてもよい。
【００８２】
説明および図示した好適な実施形態では、磁石ユニットを固定されたものと回転可能なものとしたが、２組の磁石ユニットのそれぞれの磁極がオフ位置では反対に配置され、オン位置ではそろえて配置されるのであれば、２組の磁石のどちらもがハウジングブロックと互いに対して回転する代替の実施例が実際には可能である。
【００８３】
一例として、オフ位置で、交互に並ぶ磁石ユニットの反対の磁極が水平方向ではなく垂直方向に配置される構成が考えられよう。すなわち、ハウジングブロックの上部においてはＮ−Ｓ−Ｎなどの順に磁極が並び、ハウジングブロックの下部においてはＳ−Ｎ−Ｓなどの順に磁極が並ぶ。この場合、装置は、全てのＮ極がハウジングブロックの一方の側に配置され、全てのＳ極がハウジングブロックの他方の側に配置されるように、２組の磁石ユニットを逆方向に４分の１回転させることによって回転させることによって、そろった向き（オン位置において）に切り換えられることになる。
【００８４】
ＭＬＡＹ６００ｘ４リフタと、本発明の好適な一実施例に従って構築した同等のリフタとの比較試験により、強磁性ワーク（板）に残された残留磁化に関して、リフタハウジング内部の磁石のレイアウトに起因する特定の利点が示されている。特に、リフタ１００は、ＭＬＡＹ６００ｘ４構造に比べて鋼板に生じる残留磁化（残留磁気）が少ないことが分かっている。また、鋼板における残留磁化の大きさがより小さい一方で、板における残留磁化の分布は、ハウジングのフットプリントとその隣接領域に沿って、極大がそれほど顕著ではなく、より均一である。これらの特定の利点は、リフタ１００の特異な構造に起因すると考えられる。
【００８５】
より具体的には、ＭＬＡＹ６００ｘ４は、ポールシューの角に残留磁界の極大値が現れることが分かっており、それは、ＭＬＡＹ６００ｘ４においてポールシューによって送出される貫通磁界のパターンに沿っている。
【００８６】
これに対して、上記のリフタ１００も、同様のパターンの貫通磁界を送出するが、驚くべきことに、より一定した、より小さい残留磁界を残し、磁極面の外縁の中央に隣接する極大はそれほど顕著ではない。
リフタ１００のハウジングブロック内での磁石の配置と移動とが、ワークに残される残留磁界のより緩やかな変化の原因であると思われる。
【００８７】
より詳細には、交互に並ぶ一連の固定磁石ユニット４０および回転可能磁石ユニット４２をハウジングブロック１０の端のそれぞれにおいて回転可能磁石ユニット４２ａ、４２ｄで囲むことが、この点に関して役立つと考えられる。リフタ１００がオフ位置に回帰すると、ハウジングブロック１０の長手方向端部のそれぞれに位置決めされた回転可能磁石ユニット４２ａ、４２ｄが小さいマイナスの正味磁界を発生させると予想される。これは、回転可能磁石ユニット４２ａ、４２ｄが発生させる磁界が、隣接する固定磁石ユニット４０ａ、４０ｃによって完全に打ち消されるわけではないためである。正味磁界は、材料を反対方向に飽和するまで押し動かすほど強くはないが、残留磁気の箇所の近くでワークに残ったいくらかの残留磁界を反転させるのにちょうど十分に大きいものであり得る。
【００８８】
上記の説明において用いた上、下、長手方向、幅、水平、垂直、およびこれらに類する相対語などの用語は、本明細書中に記載の、かつ使用時の、吊上げ装置の構成部品および特徴の相関的な配置および向きの理解を容易にするために用いるものである。このような用語が使用される文脈から別段の指示がない限り、このような用語は、それらが関連する特徴を限定するものではない。
【００８９】
添付の図面に示した吊上げ装置は永久磁石ユニットを磁束源として用いているが、より少数または多数のこのようなユニットを採用することができ、ハウジングと装置を切り換える作動機構とがそれに応じて変形されることも当業者には理解されよう。
【図１】
2016539062.tif 000003
【図２】
2016539062.tif 000004
【図３】
2016539062.tif 000005
【図４Ａ】
2016539062.tif 000006
【図４Ｂ】
2016539062.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月8日(2016.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図３から明らかなように、ハウジングブロック１０は、ブロック材料からなる幅狭のウェブ２１ａおよび２１ｂを穴１８の上方および下方に有し、穴１８の両横側に側壁１９ａおよび１９ｂを提供するより大きな量の材料を有する。上記材料からなる幅狭のウェブ２１ａ、２１ｂの厚さは、ハウジング１０に十分な機械的完全性を与えながらも、同時に、これらのウェブが穴１８の真上および真下に提供する低磁気抵抗の「橋」を小さくするように最小の厚さとなるように、選択される。本質的には、ウェブ２１ａ及び２１ｂの両側のハウジングブロック１０の２つの対向する長手方向側部１９ａおよび１９ｂを磁気的に非結合化することが目標である。この効果は、同じ目的を達成するガスケットを実際において形成する反磁性材料からなる細片で取付・接合された、装置１００の対向する長手方向側部を提供する２つの同一部品でハウジングブロック１０を構成することによっても同様に得ることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ハウジングブロック１０の下面は、装置１００をワーク（図示せず）に磁気的に結合するための作用面を提供し、ハウジングブロック１０は、その下面において、実際においてはハウジングブロック１０の長手方向軸に沿って伸びる中心線である中心に向かってわずかに凹んでいるか、または、ハウジングブロック１０の全長にわたって延びる一対の平行で離間された強磁性受動磁極拡張レール（またはシュー）が設けられている。この凹状の窪み１３は、磁気結合時にワーク内へ送出される磁束をより明確に分離・集中させる働きがあり、したがって、ハウジングブロック１０の対向する長手方向側部１９ａおよび１９ｂのそれぞれに沿って２つの作用磁極面１１Ｎおよび１１Ｓを規定すると言うことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
北極と南極との境界線は、名目上、磁石４０、４２の中心を通る直径平面に沿っている。オフ位置およびオン位置のどちらにおいても、Ｎ極及びＳ極間の境界平面は、共通平面上でハウジングブロック１０の対向する長手方向側部１９ａおよび１９ｂとは本質的に磁気的に分離されたウェブ部分２１ａ及び２１ｂの間に引かれた線と共通平面内にほぼそろえられている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
ハウジングブロック１０の長手方向一端から長手方向他端までの間で、各磁石ユニットの順序は、４２ａ、４０ａ、４２ｂ、４０ｂ、４２ｃ、４０ｃ、４２ｄとなっている。これにより、４つの回転可能磁石ユニット４２が３つの固定磁石ユニット４０とちょうど互い違いになるように交互配置され、この一連の磁石ユニットは両端を回転可能磁石ユニット４２ａ、４２ｄによって囲まれている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
固定磁石４０は、圧力嵌め等の任意の手段によってハウジングブロック１０内部で一定の位置および向きに保持されるが、固定磁石を固定し、黄銅（ｂｒａｓｓ）を含む任意の反磁性材料からなる作動シャフトと一体となった磁気誘導回転を防止するためには、キー付きの圧力嵌めを、さらに接着剤と共に、または接着剤なしで、用いることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
図４Ｂに示すように、オン位置では、交互に並ぶ固定磁石４０と回転可能磁石４２とが極性をそろえて配置される。オン位置において磁石４０、４２が発生させるそれぞれの磁界はそろえられ、その結果、互いに強め合うように作用する。これにより、隣接するハウジング壁内（つまり、ハウジングブロック１０の対向する長手方向側部１９ａおよび１９ｂ）へと延びる、結果として生じる正味の磁界は、かなり大きい値となり、磁石４０、４２の個別の磁界のそれぞれの貢献を反映している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
オン位置では、磁石４０、４２の共有磁極の共通の配向により、作用磁極面１１Ｎおよび１１Ｓを通るかなり大きい量の磁界が発生する。作用磁極面１１間に設けられた凹面状の窪み１３は、ワークからのクリアランスを提供し、切換え可能な磁気構成、言い換えると、磁石ユニット４０、４２によって供給される磁束をそれぞれの作用磁極面１１Ｎ、１１Ｓに集中させて強磁性ワークへ送出する働きがある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
装置１００を起動させる、つまり、オン位置に切り換えると、作用磁極面１１が、「北」作用磁極面１１Ｎの上方のハウジングブロックの長手方向側部１９ａに沿った固定磁石４０および回転可能磁石４２のＮ極の配列と、「南」作用磁極面１１Ｓの上方のハウジングブロックの長手方向側部１９ｂに沿った固定磁石４０および回転可能磁石４２のＳ極の対応する配列とを介して、かなり大きい磁束を伝える。
【手続補正９】
【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】
特に、強磁性のワークおよび物体を保持するかまたは吊り上げるための磁気装置であって、ハウジングブロックと、前記ハウジングブロック内部に収容された複数の個別の永久磁石ユニットを含む切換え可能な磁石構成と、前記ハウジングブロックに一体化されているかまたは固定可能であり、互いに磁気的に分離された、一対の受動強磁性磁極拡張部材であって、前記切換え可能な磁気構成によって供給される磁束を前記ハウジングブロックの作用面と接触する強磁性物体に伝達するための磁極拡張部材と、を含み、前記切換え可能な磁気構成が、一連の回転可能永久磁石ユニットおよび固定永久磁石ユニットを含み、該磁石ユニットは、該磁石ユニットのうちの１つの固定磁石ユニットが該磁石ユニットのうちの１つの回転可能磁石ユニットに隣接して続くように前記ハウジングブロックの長手方向軸に沿って交互配置され、前記固定ユニットが、前記一対の磁極拡張部材の一方にＮ極性、前記一対の磁極拡張部材の他方にＳ極性を、常時付与するように配置され、前記回転可能ユニットが、前記一対の磁極拡張部材に、前記固定ユニットに対する前記回転可能磁石ユニットの回転状態に応じて、Ｎ極性またはＳ極性を付与するように配置され、該装置は、前記回転可能ユニットの回転により、前記磁極拡張部材内へ延びる隣接する固定ユニットおよび回転可能ユニットのそれぞれの磁界が反対になり実質的に互いに打ち消し合う「オフ」位置と前記磁極拡張部材内へ延びる隣接する固定ユニットおよび回転可能ユニットのそれぞれの磁界がそろえられて実質的に互いに強め合う「オン」位置との間で切換え可能であり、それにより、前記オン位置では、全ての前記磁石ユニットのＮ極およびＳ極がそれぞれ、前記ハウジングブロックの対向する長手方向側部に沿って配置され、該磁気装置は、強磁性ワークまたは物体に、前記作用面における前記磁極拡張部材と前記ワークまたは物体とを通ることによって前記永久磁石ユニット間を通る磁束によって、磁気的に吸着し、前記オフ位置では、該磁気装置は、前記永久磁石ユニットによって供給される磁束が前記切換え可能な磁石構成内に実質的に閉じ込められることによって、前記強磁性ワークから外れる、磁気装置。
【請求項２】
磁気装置であって、長手方向軸に沿って延びる空洞を有するハウジングブロックであって、該ハウジングブロックの長手延在方向に沿った、実質的に互いに磁気的に分離された少なくとも２つの強磁性壁部を有するハウジングブロックと、前記ハウジングブロックの空洞内部に収容された、前記強磁性壁部と磁気的に相互作用するための切換え可能な永久磁石構成と、前記ハウジングブロックの前記少なくとも２つの磁気的に分離された壁部における前記ハウジングの外側の長手方向側面、上面、または底面のうちの１つまたは複数に沿って延びる作用面であって、強磁性物体を該装置に着脱可能に磁気的に固定するために前記物体に吸着するように構成された作用面と、を含む磁気装置であって、前記切換え可能な永久磁気構成が、前記空洞内部を延びる回転子心棒に沿って連続して配置され、該回転子心棒が通された複数の永久磁石ユニットを含み、全ての永久磁石ユニットがＮ−Ｓ極対を示し、前記連続して配置された永久磁石ユニットのうちの１つおきの永久磁石ユニットは、前記心棒に固定されて前記心棒と共に回転し、残りの永久磁石ユニットは、前記心棒が通され、前記空洞内部に静止保持され、前記静止した永久磁石ユニットが、全てのＮ−Ｓ極対が同じ方向に配向されるように保持されて前記ハウジングの前記少なくとも２つの強磁性壁部に反対のＮ−Ｓ極性を付与し、前記回転可能な永久磁石ユニットが、それらのＮ−Ｓ極対が隣接する前記静止永久磁石ユニットのＮ−Ｓ極対に対して平行および逆平行にそろえられたりずらされたりし得るように、前記回転子心棒に固定され、前記空洞内部の前記心棒に固定された磁石ユニットを前記交互配置された静止磁石ユニットに対して回転させることによって、オンつまり磁束送出位置とオフつまり磁束分路位置との間で該装置を切り換えることができるように、連続する磁石ユニットのＮ−Ｓ極対の割出しが行われることを特徴とする、磁気装置。
【請求項３】
前記磁石ユニットが、直径方向に磁化された双極性で円筒状または円盤状の中央に貫通孔を有する板からなり、前記長手方向軸に沿って交互にそれぞれ前記心棒と前記ハウジングブロックに固定されている、請求項１または２に記載の磁気装置。
【請求項４】
前記交互に並ぶ一連の固定磁石ユニットおよび回転可能磁石ユニットが、前記ハウジングブロックの各長手方向端部付近または各長手方向端部に位置決めされた回転可能磁石ユニットで終わる、請求項１、２、または３に記載の磁気装置。
【請求項５】
前記回転可能磁石ユニットの前記オフ位置と前記オン位置との間での切換えを実施するために、前記回転可能磁石ユニットに係合して前記回転可能磁石ユニットを同期させて且つそろえて回転させ、前記固定磁石ユニットを通過する作動シャフトをさらに含む、請求項１に記載の磁気装置。
【請求項６】
前記回転可能磁石ユニットが前記作動シャフトにキー結合され、前記作動シャフトが、前記磁気装置の前記オン位置と前記オフ位置とを切り換えるために半回転することによって回転するように構成された、請求項５に記載の磁気装置。
【請求項７】
前記ハウジングブロックに取り付けられ、前記ハウジングブロックの対向する長手方向端部に設置された、前記作動シャフトを結合し前記空洞内部で中心に位置するように維持するための作動アセンブリとエンドアセンブリとをさらに含む、請求項６に記載の磁気装置。
【請求項８】
前記作動アセンブリを介して前記シャフトに取り付けられた、前記オン位置と前記オフ位置とを切り換えるためのハンドルをさらに含む、請求項７に記載の磁気装置。
【請求項９】
前記作動アセンブリが、前記ハンドルを前記作動シャフトに結合する伝動アセンブリを含む、請求項８に記載の磁気装置。
【請求項１０】
前記作用面に、一対の平行で離間された強磁性受動磁極レールをさらに含む、請求項２に記載の磁気吊上げ装置。
【請求項１１】
前記ハウジングブロックに装着された吊上げアセンブリまたは要素であって、前記装置に磁気的に固定されている物体を吊り上げるためのクレーン、リグ、またはこれらに類する機器と協働するように構成された、吊上げアセンブリまたは要素をさらに含む、請求項１または２に記載の磁気装置。
【請求項１２】
前記永久磁石ユニットが、前記ハウジングブロックの前記長手方向軸に沿って互いに直接隣接して位置する、請求項１または２に記載の磁気装置。
【請求項１３】
強磁性ワークの吊上げおよび／または保持のための磁気装置（１００）であって、強磁性ハウジングブロック（１０）と、前記ハウジングブロック（１０）の空洞内部に収容された切換え可能な磁石構成とを含み、前記ハウジング（１０）が、実質的に互いに磁気的に非結合化された２つの長手方向側部を規定するように形成され、前記切換え可能な磁石構成が、前記２つのハウジング側部の間に前記ハウジングブロック（１０）の長手方向軸に沿って順次配置された複数の円筒状、特に環状の形状を有する永久双極磁石（４０、４２）を含み、前記双極磁石（４０、４２）が、前記軸に沿って回転可能永久双極磁石（４２）と交互配置された固定永久双極磁石（４０）を含み、作動シャフト（２４）が、前記固定双極磁石および回転可能双極磁石（４０、４２）を貫通して延び、前記回転可能双極磁石（４２）とキー結合して前記固定双極磁石（４０）に対して前記ハウジングブロック（１０）の前記長手方向軸を中心に回転させ、該磁石装置（１００）を、前記双極磁石（４０、４２）のうちの隣接する双極磁石のそれぞれの磁界が反対になり実質的に互いに打ち消し合う「オフ」位置と、全ての双極磁石（４０、４２）のそれぞれの磁界が、共同して前記ハウジングブロック（１０）の前記２つの長手方向側部に反対のＮ極性およびＳ極性を与えるように、同じ方向にそろえられて実質的に互いに強め合う「オン」位置との間で切り換えることができる、磁気装置。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016539062.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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