(57)【要約】  本発明は、自由に回転する永久磁石の配置状態をコイルで制御することで作用面での磁気力を制御する磁気力制御装置及びそれを用いた磁性体ホールディング装置に関する。本発明の一実施例に係る磁気力制御装置は、作用面を備え、強磁性体からなり、永久磁石のＮ極と接触する第１ポールピースと、作用面を備え、強磁性体からなり、永久磁石または永久磁石とは異なる永久磁石のＳ極と接触する第２ポールピースと、Ｎ極が第２ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が第１ポールピースと磁気的に連結される第１配置状態と、Ｎ極が第１ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が第２ポールピースと磁気的に連結される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される回転永久磁石と、第１ポールピース及び第２ポールピースの少なくとも一つに巻かれるコイルと、を含み、コイルに印加される電流を制御することで、回転永久磁石を回転させて第１配置状態と第２配置状態間の転換を発生させ、これによって第１ポールピース及び第２ポールピースの作用面上の磁気力を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用面を備え、強磁性体からなり、永久磁石のＮ極と接触する第１ポールピースと、
作用面を備え、強磁性体からなり、前記永久磁石または前記永久磁石とは異なる永久磁石のＳ極と接触する第２ポールピースと、
Ｎ極が前記第２ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が前記第１ポールピースと磁気的に連結される第１配置状態と、Ｎ極が前記第１ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が前記第２ポールピースと磁気的に連結される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される回転永久磁石と、
前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースの少なくとも一つに巻かれるコイルと、を含み、
前記コイルに印加される電流を制御することで、前記回転永久磁石を回転させて前記第１配置状態と前記第２配置状態間の転換を発生させ、これによって前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースの作用面上の磁気力を制御する、磁気力制御装置。
【請求項２】
前記第１ポールピースは、前記永久磁石のＮ極と接触し、前記第２ポールピースは、前記永久磁石のＳ極と接触し、
前記永久磁石は、前記回転永久磁石より前記作用面に近く位置される、請求項１に記載の磁気力制御装置。
【請求項３】
前記コイルは、前記永久磁石と前記回転永久磁石との間に配置される、請求項２に記載の磁気力制御装置。
【請求項４】
前記永久磁石及び複数の前記異なる永久磁石を全て含み、
複数の前記異なる永久磁石は、強磁性体からなるポールピースにより互いに磁気的に連結される、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気力制御装置。
【請求項５】
前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースと磁気的に連結可能に配置され、強磁性体からなる連結ポールピースと、をさらに含み、
前記コイルは、前記第１ポールピース、前記第２ポールピース、及び前記連結ポールピースの少なくとも一つに巻かれる、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気力制御装置。
【請求項６】
前記第２ポールピースは、前記永久磁石と前記異なる永久磁石のＳ極と接触し、前記永久磁石は、第１永久磁石であり、前記異なる永久磁石は、第２永久磁石であり、
前記連結ポールピースは、前記第１永久磁石のＳ極と接触し、また前記第２永久磁石のＮ極と接触し、
前記連結ポールピースは、前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースとギャップ（ｇａｐ）を形成しながら磁気的に連結可能に離隔される、請求項５に記載の磁気力制御装置。
【請求項７】
前記第１永久磁石、前記第２永久磁石、及び前記回転永久磁石は、一列に配置される、請求項６に記載の磁気力制御装置。
【請求項８】
前記コイルは、前記回転永久磁石と前記第１永久磁石との間の前記第１ポールピース、または前記回転永久磁石と前記第２永久磁石との間の前記第２ポールピースに配置される、請求項６または７に記載の磁気力制御装置。
【請求項９】
前記コイルは、前記第１ポールピースの前記作用面と前記第１永久磁石との間に配置され、また前記第２ポールピースの前記作用面と前記第２永久磁石との間に配置される、請求項６から８のいずれか一項に記載の磁気力制御装置。
【請求項１０】
前記コイルは、前記ギャップと前記第１永久磁石との間にさらに配置され、また前記ギャップと前記第２永久磁石との間にさらに配置される、請求項９に記載の磁気力制御装置。
【請求項１１】
前記第２ポールピースは、前記永久磁石と前記異なる永久磁石のＳ極と接触し、前記永久磁石は、第１永久磁石であり、前記異なる永久磁石は、第２永久磁石であり、
前記第１永久磁石のＳ極と接触し、強磁性体からなる第３ポールピースと、
前記第２永久磁石のＮ極と接触し、強磁性体からなる第４ポールピースと、をさらに含み、
前記連結ポールピースは、前記第３ポールピース及び前記第４ポールピースと磁気的に連結される第１位置と、前記第３ポールピース及び前記第４ポールピースの少なくとも一つと磁気的に連結されない第２位置間に移動可能に構成され、
前記連結ポールピースが前記第１位置に位置された場合であっても、前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースとギャップ（ｇａｐ）を形成しながら磁気的に連結可能に離隔される、請求項５に記載の磁気力制御装置。
【請求項１２】
前記第３ポールピース及び前記第４ポールピースは、作用面を有する、請求項１１に記載の磁気力制御装置。
【請求項１３】
前記連結ポールピースと前記第３ポールピースとの間、または前記連結ポールピースと前記第４ポールピースとの間には、弾性を有する衝撃緩和部材が介在される、請求項１１または１２に記載の磁気力制御装置。
【請求項１４】
前記連結ポールピースと前記第３ポールピースとの間、または前記連結ポールピースと前記第４ポールピースとの間には、前記連結ポールピースが前記第３ポールピースまたは前記第４ポールピースと離れる方向に力を加える弾性部材が介在される、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の磁気力制御装置。
【請求項１５】
前記第２ポールピースは、前記永久磁石のＳ極と接触し、
前記連結ポールピースは、前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースとギャップ（ｇａｐ）を形成しながら磁気的に連結可能に離隔される、請求項５に記載の磁気力制御装置。
【請求項１６】
前記回転永久磁石は、前記永久磁石より前記作用面に近接して位置される、請求項１５に記載の磁気力制御装置。
【請求項１７】
前記コイルは、前記回転永久磁石と前記永久磁石との間の前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースにそれぞれ巻かれ、前記第１ポールピースの前記作用面と前記回転永久磁石との間の前記第１ポールピースに巻かれ、前記第２ポールピースの前記作用面と前記回転永久磁石との間の前記第２ポールピースに巻かれるように配置される、請求項１６に記載の磁気力制御装置。
【請求項１８】
前記回転永久磁石は、第１回転永久磁石であり、
前記永久磁石は、第１永久磁石であり、
作用面を備え、強磁性体からなる第３ポールピースと、
前記第１ポールピースにＮ極が接触し、前記第３ポールピースにＳ極が接触するように配置された第２永久磁石と、
Ｎ極が前記第３ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が前記第１ポールピースと磁気的に連結される第１配置状態と、Ｎ極が前記第１ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が前記第３ポールピースと磁気的に連結される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される第２回転永久磁石と、をさらに含み、
前記連結ポールピースは、前記第３ポールピースともギャップを形成しながら磁気的に連結可能に離隔される、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の磁気力制御装置。
【請求項１９】
前記第２ポールピースは、前記永久磁石のＳ極と接触し、
前記連結ポールピースは、前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースの少なくとも一つと磁気的に連結されない第１位置と、前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースと磁気的に連結される第２位置間に移動可能に構成される、請求項５に記載の磁気力制御装置。
【請求項２０】
前記コイルは、前記回転永久磁石と前記永久磁石との間の前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースにそれぞれ巻かれる、請求項１９に記載の磁気力制御装置。
【請求項２１】
前記回転永久磁石は、第１回転永久磁石であり、
前記永久磁石は、第１永久磁石であり、
作用面を備え、強磁性体からなる第３ポールピースと、
前記第１ポールピースにＮ極が接触し、前記第３ポールピースにＳ極が接触するように配置された第２永久磁石と、
Ｎ極が前記第３ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が前記第１ポールピースと磁気的に連結される第１配置状態と、Ｎ極が前記第１ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が前記第３ポールピースと磁気的に連結される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される第２回転永久磁石と、をさらに含み、
前記連結ポールピースは、前記第１位置にあるとき、前記第１ポールピース、前記第２ポールピース、及び前記第３ポールピースのうち隣接するポールピース同士は磁気的に連結させないように構成され、前記第２位置にあるとき、前記第１ポールピース、前記第２ポールピース、及び前記第３ポールピースに全て磁気的に連結されるように構成される、請求項１９または２０に記載の磁気力制御装置。
【請求項２２】
前記第１ポールピースは、前記永久磁石のＮ極と接触し、前記第２ポールピースは、前記永久磁石のＳ極と接触し、前記コイルは、前記永久磁石と前記回転永久磁石との間に配置され、
前記作用面は、前記第１ポールピースに一対及び前記第２ポールピースに一対がそれぞれ形成され、
前記作用面が向かう方向は、前記回転永久磁石の回転軸に沿う方向と平行である、請求項１から２１のいずれか一項に記載の磁気力制御装置。
【請求項２３】
作用面を備え、強磁性体からなる中心ポールピースと、
前記中心ポールピースの少なくとも一部を囲むように配置され、作用面を備え、強磁性体からなる周辺ポールピースと、
前記中心ポールピースにＮ極及びＳ極のいずれか一つが接触し、前記周辺ポールピースに他の一つが接触するように配置される永久磁石と、
Ｓ極が前記中心ポールピースと磁気的に連結された状態で離隔されると共にＮ極が前記周辺ポールピースと磁気的に連結された状態で離隔される第１配置状態と、Ｓ極が前記周辺ポールピースと磁気的に連結された状態で離隔されると共にＮ極が前記中心ポールピースと磁気的に連結された状態で離隔される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される回転永久磁石と、
前記中心ポールピース及び前記周辺ポールピースの少なくとも一つに巻かれるコイルと、を含み、
前記コイルに印加される電流を制御することで、前記回転永久磁石を回転させて前記第１配置状態と前記第２配置状態間の転換を発生させ、これによって前記中心ポールピース及び前記周辺ポールピースの前記作用面上の磁気力を制御する、磁気力制御装置。
【請求項２４】
前記永久磁石は、少なくとも二つが前記中心ポールピースを中心に置いて対称をなすように配置され、
前記回転永久磁石は、前記第１配置状態または前記第２配置状態時に、Ｎ極またはＳ極が前記中心ポールピースの前記作用面に向かうように配置される、請求項２３に記載の磁気力制御装置。
【請求項２５】
前記永久磁石のＮ極が前記中心ポールピースに接触し、
前記コイルは、前記永久磁石と前記回転永久磁石との間の前記中心ポールピースに巻かれる、請求項２３または２４に記載の磁気力制御装置。
【請求項２６】
前記回転永久磁石は、前記第１配置状態または前記第２配置状態を維持するように機械的に固定されるように構成され、配置状態間の変更時には、固定が解除されるように構成される、請求項１から２５のいずれか一項に記載の磁気力制御装置。
【請求項２７】
前記回転永久磁石は、回転中心から同じ距離だけ外縁が形成された円形部と、回転中心からの距離が前記円形部より小さく外縁が形成された非円形部とからなり、
前記非円形部によって前記回転永久磁石のＮ極とＳ極が分割される、請求項１に記載の磁気力制御装置。
【請求項２８】
前記回転永久磁石が前記第１配置状態または前記第２配置状態である場合に、前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースは、前記円形部の少なくとも一部とは対面し、前記非円形部とは対面しないように構成される、請求項２７に記載の磁気力制御装置。
【請求項２９】
前記回転永久磁石が前記第１配置状態または前記第２配置状態である場合に、前記第１ポールピース及び前記第２ポールピースは、前記円形部の全部と対面するように構成される、請求項２８に記載の磁気力制御装置。
【請求項３０】
請求項１から２９のいずれか一項の磁気力制御装置の構成を含む、磁性体ホールディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気力制御装置及びそれを用いた磁性体ホールディング装置に関し、より具体的には、自由に回転する永久磁石の配置状態をコイルで制御することで作用面での磁気力を制御する磁気力制御装置及びそれを用いた磁性体ホールディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石ワークホールディング装置（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｍａｇｎｅｔ  ｗｏｒｋｈｏｌｄｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）のような磁性体ホールディング装置は、鉄のような磁性物質（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）で構成された付着対象を、磁気力を利用して付着させるのに使用される装置であって、現在、射出機の金型クランピング、プレス機の金型クランピング、工作機械のチャック等に付着される内部装置等として広く使用されている。本発明は、磁気力制御装置及びそれを用いた磁性体ホールディング装置に関し、より具体的には、自由に回転する永久磁石の配置状態をコイルで制御することで作用面での磁気力を制御する磁気力制御装置及びそれを用いた磁性体ホールディング装置に関する。
【０００３】
このような磁性体ホールディング装置は、基本的に永久磁石の強い磁気力を利用して、磁性体である付着対象を作用面に付着させるようになるが、解除時には、永久磁石からの磁気流れを制御し、作用面に磁気流れが形成されないようにして付着対象を作用面から切り離す。
【０００４】
本出願人は、永久磁石を回転させることにより磁気回路を変更させることでホールディング及び解除を行う永久磁石ワークホールディング装置を開示したことがある（特許文献１参照）。しかし、このような永久磁石ワークホールディング装置の場合、永久磁石をモータでもって回転させるようになるが、モータに多くの力を印加しなければならないので、使用性が良くなく、モータに多くの電力が入り、実用化に達することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−１１３１１３４号（発明の名称：永久磁石ワークホールディング装置）
【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、自由に回転する永久磁石の配置状態をコイルで制御することで作用面での磁気力を制御する磁気力制御装置及びそれを用いた磁性体ホールディング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だろう。
【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気力制御装置は、作用面を備え、強磁性体からなり、永久磁石のＮ極と接触する第１ポールピース；作用面を備え、強磁性体からなり、永久磁石または永久磁石とは異なる永久磁石のＳ極と接触する第２ポールピース；Ｎ極が第２ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が第１ポールピースと磁気的に連結される第１配置状態と、Ｎ極が第１ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が第２ポールピースと磁気的に連結される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される回転永久磁石；及び、第１ポールピース及び第２ポールピースの少なくとも一つに巻かれるコイル；を含み、コイルに印加される電流を制御することで、回転永久磁石を回転させて第１配置状態と第２配置状態間の転換を発生させ、これによって第１ポールピース及び第２ポールピースの作用面上の磁気力を制御する。
【０００９】
本発明の他の特徴によれば、第１ポールピースは、永久磁石のＮ極と接触し、第２ポールピースは、永久磁石のＳ極と接触し、永久磁石は、回転永久磁石より作用面に近く位置される。
【００１０】
本発明のまた他の特徴によれば、コイルは、永久磁石と回転永久磁石との間に配置される。
【００１１】
本発明のまた他の特徴によれば、永久磁石及び複数の異なる永久磁石を全て含み、複数の異なる永久磁石は、強磁性体からなるポールピースにより互いに磁気的に連結される。
【００１２】
本発明のまた他の特徴によれば、第１ポールピース及び第２ポールピースと磁気的に連結可能に配置され、強磁性体からなる連結ポールピース；をさらに含み、コイルは、第１ポールピース、第２ポールピース、及び連結ポールピースの少なくとも一つに巻かれる。
【００１３】
本発明のまた他の特徴によれば、第２ポールピースは、永久磁石と異なる永久磁石のＳ極と接触し、永久磁石は、第１永久磁石であり、永久磁石と異なる永久磁石は、第２永久磁石であり、連結ポールピースは、第１永久磁石のＳ極と接触し、また第２永久磁石のＮ極と接触し、連結ポールピースは、第１ポールピース及び第２ポールピースとギャップ（ｇａｐ）を形成しながら磁気的に連結可能に離隔される。
【００１４】
本発明のまた他の特徴によれば、第１永久磁石、第２永久磁石、及び回転永久磁石は、一列に配置される。
【００１５】
本発明のまた他の特徴によれば、コイルは、回転永久磁石と第１永久磁石との間の第１ポールピース、または回転永久磁石と第２永久磁石との間の第２ポールピースに配置される。
【００１６】
本発明のまた他の特徴によれば、コイルは、第１ポールピースの作用面と第１永久磁石との間に配置され、また第２ポールピースの作用面と第２永久磁石との間に配置される。
【００１７】
本発明のまた他の特徴によれば、コイルは、ギャップと第１永久磁石との間にさらに配置され、またギャップと第２永久磁石との間にさらに配置される。
【００１８】
本発明のまた他の特徴によれば、第２ポールピースは、永久磁石と異なる永久磁石のＳ極と接触し、永久磁石は、第１永久磁石であり、永久磁石と異なる永久磁石は、第２永久磁石であり、第１永久磁石のＳ極と接触し、強磁性体からなる第３ポールピース；及び、第２永久磁石のＮ極と接触し、強磁性体からなる第４ポールピース；をさらに含み、連結ポールピースは、第３ポールピース及び第４ポールピースと磁気的に連結される第１位置と、第３ポールピース及び第４ポールピースの少なくとも一つと磁気的に連結されない第２位置間に移動可能に構成され、連結ポールピースが第１位置に位置された場合であっても、第１ポールピース及び第２ポールピースとギャップ（ｇａｐ）を形成しながら磁気的に連結可能に離隔される。
【００１９】
本発明のまた他の特徴によれば、第３ポールピース及び第４ポールピースは、作用面を有する。
【００２０】
本発明のまた他の特徴によれば、連結ポールピースと第３ポールピースとの間、または連結ポールピースと第４ポールピースとの間には、弾性を有する衝撃緩和部材が介在される。
【００２１】
本発明のまた他の特徴によれば、連結ポールピースと第３ポールピースとの間、または連結ポールピースと第４ポールピースとの間には、連結ポールピースが第３ポールピースまたは第４ポールピースと離れる方向に力を加える弾性部材が介在される。
【００２２】
本発明のまた他の特徴によれば、第２ポールピースは、永久磁石のＳ極と接触し、連結ポールピースは、第１ポールピース及び第２ポールピースとギャップ（ｇａｐ）を形成しながら磁気的に連結可能に離隔される。
【００２３】
本発明のまた他の特徴によれば、回転永久磁石は、永久磁石より作用面に近接して位置される。
【００２４】
本発明のまた他の特徴によれば、コイルは、回転永久磁石と永久磁石との間の第１ポールピース及び第２ポールピースにそれぞれ巻かれ、第１ポールピースの作用面と回転永久磁石との間の第１ポールピースに巻かれ、第２ポールピースの作用面と回転永久磁石との間の第２ポールピースに巻かれるように配置される。
【００２５】
本発明のまた他の特徴によれば、回転永久磁石は、第１回転永久磁石であり、永久磁石は、第１永久磁石であり、作用面を備え、強磁性体からなる第３ポールピース；第１ポールピースにＮ極が接触し、第３ポールピースにＳ極が接触するように配置された第２永久磁石；及び、Ｎ極が第３ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が第１ポールピースと磁気的に連結される第１配置状態と、Ｎ極が第１ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が第３ポールピースと磁気的に連結される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される第２回転永久磁石；をさらに含み、連結ポールピースは、第３ポールピースともギャップを形成しながら磁気的に連結可能に離隔される。
【００２６】
本発明のまた他の特徴によれば、第２ポールピースは、永久磁石のＳ極と接触し、連結ポールピースは、第１ポールピース及び第２ポールピースの少なくとも一つと磁気的に連結されない第１位置と、第１ポールピース及び第２ポールピースと磁気的に連結される第２位置間に移動可能に構成される。
【００２７】
本発明のまた他の特徴によれば、コイルは、回転永久磁石と永久磁石との間の第１ポールピース及び第２ポールピースにそれぞれ巻かれる。
【００２８】
本発明のまた他の特徴によれば、回転永久磁石は、第１回転永久磁石であり、永久磁石は、第１永久磁石であり、作用面を備え、強磁性体からなる第３ポールピース；第１ポールピースにＮ極が接触し、第３ポールピースにＳ極が接触するように配置された第２永久磁石；及び、Ｎ極が第３ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が第１ポールピースと磁気的に連結される第１配置状態と、Ｎ極が第１ポールピースと磁気的に連結されると共にＳ極が第３ポールピースと磁気的に連結される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される第２回転永久磁石；をさらに含み、連結ポールピースは、第１位置にあるとき、第１ポールピース、第２ポールピース、及び第３ポールピースのうち隣接するポールピース同士は磁気的に連結させないように構成され、第２位置にあるとき、第１ポールピース、第２ポールピース、及び第３ポールピースに全て磁気的に連結されるように構成される。
【００２９】
本発明のまた他の特徴によれば、第１ポールピースは、永久磁石のＮ極と接触し、第２ポールピースは、永久磁石のＳ極と接触し、コイルは、永久磁石と回転永久磁石との間に配置され、作用面は、第１ポールピースに一対及び第２ポールピースに一対がそれぞれ形成される。作用面が向かう方向は、回転永久磁石の回転軸に沿う方向と平行である。
【００３０】
本発明の他の実施例に係る磁気力制御装置は、作用面を備え、強磁性体からなる中心ポールピース；中心ポールピースの少なくとも一部を囲むように配置され、作用面を備え、強磁性体からなる周辺ポールピース；中心ポールピースにＮ極及びＳ極のいずれか一つが接触し、周辺ポールピースに他の一つが接触するように配置される永久磁石；Ｓ極が中心ポールピースと磁気的に連結された状態で離隔されると共にＮ極が周辺ポールピースと磁気的に連結された状態で離隔される第１配置状態と、Ｓ極が周辺ポールピースと磁気的に連結された状態で離隔されると共にＮ極が中心ポールピースと磁気的に連結された状態で離隔される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される回転永久磁石；及び、中心ポールピース及び周辺ポールピースの少なくとも一つに巻かれるコイル；を含み、コイルに印加される電流を制御することで、回転永久磁石を回転させて第１配置状態と第２配置状態間の転換を発生させ、これによって中心ポールピース及び周辺ポールピースの作用面上の磁気力を制御する。
【００３１】
本発明の他の特徴によれば、永久磁石は、少なくとも二つが中心ポールピースを中心に置いて対称をなすように配置され、回転永久磁石は、第１配置状態または第２配置状態時に、Ｎ極またはＳ極が中心ポールピースの作用面に向かうように配置される。
【００３２】
本発明のまた他の特徴によれば、永久磁石のＮ極が中心ポールピースに接触し、コイルは、永久磁石と回転永久磁石との間の中心ポールピースに巻かれる。
【００３３】
本発明のまた他の特徴によれば、回転永久磁石は、第１配置状態または第２配置状態を維持するように機械的に固定されるように構成され、配置状態間の変更時には、固定が解除されるように構成される。
【００３４】
本発明のまた他の特徴によれば、回転永久磁石は、回転中心から同じ距離だけ外縁が形成された円形部と、回転中心からの距離が円形部より小さく外縁が形成された非円形部とからなり、非円形部によって回転永久磁石のＮ極とＳ極が分割される。
【００３５】
本発明のまた他の特徴によれば、回転永久磁石が第１配置状態または第２配置状態にある場合に、第１ポールピース及び第２ポールピースは、円形部の全部と対面するように構成される。
【００３６】
本発明の一実施例に係る磁性体ホールディング装置は、上述した磁気力制御装置の構成を含む。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の磁気力制御装置は、少ない電流を印加しても回転永久磁石が回転することで磁気流れの変動が発生してホールディング及び解除が行われるので、制御が容易である。
【００３８】
また、本発明の磁気力制御装置は、ホールディングまたは解除維持時に少量の電流だけが必要であり、低電力を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１ａ】本発明の一実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図１ｂ】本発明の一実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図１ｃ】本発明の一実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図１ｄ】本発明の一実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図２】他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図３ａ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図３ｂ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図３ｃ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図３ｄ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図３ｅ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図３ｆ】図３ａから図３ｅを変形して構成した磁気力制御装置の断面図である。
【図４ａ】本発明の他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図４ｂ】本発明の他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図４ｃ】本発明の他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図４ｄ】本発明の他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図４ｅ】本発明の他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図５ａ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図５ｂ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図５ｃ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図５ｄ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図５ｅ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図５ｆ】図５ａから図５ｅの磁気力制御装置のまた他の変形実施例の概略的な断面図である。
【図６ａ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図６ｂ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図６ｃ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図６ｄ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図７ａ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図７ｂ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図７ｃ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図７ｄ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図８ａ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図８ｂ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図８ｃ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図８ｄ】本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【図９】回転永久磁石の様々な実施形態を示した断面図である。
【図１０】回転永久磁石の一実施形態及び磁気力制御装置に配置された状態を示す。
【図１１】図１ａから図１ｄの磁気力制御装置の変形例である。
【図１２】図１１の磁気力制御装置の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
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ると、明確になるだろう。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、単に、本実施例は、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、請求項の範疇により定義されるだけである。
【００４１】
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が異なる素子または層の「上（ｏｎ）」と称されるものは、他の素子のすぐ上または中間に他の層または他の素子を介在した場合をいずれも含む。
【００４２】
第１、第２等が様々な構成要素を述べるために使用されるが、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もちろんである。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使用するものである。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構成要素であってもよいことはもちろんである。
【００４３】
明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。
【００４４】
図面で示された各構成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、示された構成の大きさ及び厚さに必ずしも限定されるものではない。
【００４５】
本発明の様々な実施例のそれぞれの特徴は、部分的または全体的に互いに結合また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多様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っても、関連関係で共に実施可能であってもよい。
【００４６】
以下、添付の図面を参考にして本発明の磁気力制御装置の実施例について説明する。
【００４７】
本発明の磁気力制御装置は、作用面での磁気特性を変化させることで、外部の磁性体に対して磁気力を発生させるか、または発生させないように制御する装置である。本発明の磁気力制御装置は、磁性体ホールディング装置、動力装置等に包括的に活用可能である。以下においては、磁気力制御装置が磁性体ホールディング装置として活用されることを例示して説明するが、活用用途は、これに限定されるものではない。
【００４８】
図１ａから図１ｄは、本発明の一実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【００４９】
本実施例に係る磁気力制御装置１００は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、回転永久磁石１３０、永久磁石１４０、及びコイル１５０を含む。
【００５０】
第１ポールピース１１０は、鉄のような強磁性体からなり、作用面１１１を備える。また、第２ポールピース１２０は、鉄のような強磁性体からなり、作用面１２１を備える。
【００５１】
回転永久磁石１３０は、Ｓ極が第１ポールピース１１０と近接して磁気的に連結されると共に、Ｎ極が第２ポールピース１２０と近接して磁気的に連結される第１配置状態（図１ａ及び図１ｂでの配置状態）と、Ｎ極が第１ポールピース１１０と近接して磁気的に連結されると共に、Ｓ極が第２ポールピース１２０と近接して磁気的に連結される第２配置状態（図１ｃ及び図１ｄでの配置状態）間に転換されるように回転可能に配置される。
【００５２】
具体的に、回転永久磁石１３０は、第１ポールピース１１０と第２ポールピース１２０との間に配置され、第１ポールピース１１０と第２ポールピース１２０間を磁気的に連結させることができる。しかし、回転永久磁石１３０が第１配置状態と第２配置状態にあるとき、それぞれ互いに反対方向の磁気流れが形成される。
【００５３】
回転永久磁石１３０は、摩擦を最小化して回転可能であるように構成されることが好ましい。また、第１配置状態及び第２配置状態時、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０との離隔距離が近ければ近いほど、さらに大きな磁気流れを形成することができるので、好ましい。
【００５４】
回転永久磁石１３０とポールピース１１０、１２０間に「磁気的に連結」されるということは、直接には接触しないとしても回転永久磁石１３０の磁気力によりポールピース１１０、１２０に磁気流れが形成され得る程度に離隔されたことを含む。例えば、回転永久磁石１３０がポールピース１１０、１２０に接触して発生する磁気流れの強度に比して、Ａ％以上の強度の磁気流れがポールピース１１０、１２０に形成される場合、回転永久磁石１３０とポールピース１１０、１２０間に磁気的に連結されたといえる。ここで、Ａは８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０等であってよい。しかし、先に言及したように、回転永久磁石１３０とポールピース１１０、１２０間の離隔距離は、最小に設定することが好ましい。
【００５５】
一方、回転永久磁石１３０は、本実施例において永久磁石を特定形状に成形した構造を例示するが、これに限定されるものではなく、永久磁石とポールピースの組み合わせで構成されてもよい。様々な回転永久磁石１３０の構成は、図９を参照して詳細に後述する。
【００５６】
永久磁石１４０は、Ｎ極が第１ポールピース１１０に接触し、Ｓ極が第２ポールピース１２０に接触するように配置される。永久磁石１４０は、回転永久磁石１３０より作用面１１１、１２１に近く位置されることが好ましい。
【００５７】
コイル１５０は、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の少なくとも一つに巻かれ得る。コイル１５０は、磁気流れを変更させるための適切な位置に配置されればよいが、本実施例においては、回転永久磁石１３０と永久磁石１４０との間に配置されることを例示しており、効率的な磁気流れ制御においてこのような配置が好ましい。
【００５８】
以下においては、図１ａから図１ｄをまた参照して、磁性体である対象物１をホールディングし、解除する原理について説明する。
【００５９】
まず、図１ａを参照すると、コイル１５０に電流を全く印加しなければ、回転永久磁石１３０は、永久磁石１４０による第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の磁化により自動的に第１配置状態に配置される。これによって点線のように、内部循環磁気流れが形成される。これによって、作用面１１１、１２１の方向には磁気流れが形成されず、対象物が作用面１１１、１２１にホールディングされ得ない。
【００６０】
作用面１１１、１２１の方向に磁気流れを形成するためには、図１ｂのようにコイル１５０に電流を印加する。即ち、第１ポールピース１１０の作用面１１１の方向にＮ極が形成され、その反対側にＳ極が形成されるように第１ポールピース１１０に巻かれたコイル１５０を制御し、第２ポールピース１２０の作用面１２１の方向にＳ極が形成され、その反対側にＮ極が形成されるように第２ポールピース１２０に巻かれたコイル１５０を制御する。
【００６１】
コイル１５０に印加される電流が十分に大きいならば、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｓ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｎ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、回転するようになる。
【００６２】
回転永久磁石１３０の図１ｃのように第２配置状態に配置が転換され、これによって作用面１１１、１２１がそれぞれＮ極とＳ極を帯びるようになり、対象物１をホールディングできるようになる。このとき、磁気流れは、対象物１を通過するように図１ｃの点線のように形成される。一旦、図１ｃのような磁気流れが形成されると、コイル１５０に印加される電流を除去しても磁気流れが維持されることで、ホールディングが維持される。
【００６３】
ホールディングされた対象物１を解除するためには、図１ｄのようにコイル１５０に電流を印加すればよい。即ち、図１ｂと反対方向の電流をコイル１５０に印加すると、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｎ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｓ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図１ａのように第１配置状態に配置が転換される。これによって、作用面１１１、１２１から対象物１が解除され得る。
【００６４】
一旦、第１配置状態に回転永久磁石１３０の配置が転換されると、コイル１５０に電流を印加しなくても、図１ａの点線のような内部循環磁気流れが形成され、作用面１１１、１２１に対象物１がホールディングされ得ない。
【００６５】
一方、図１ｂ及び図１ｄに示した回転永久磁石１３０の回転方向は、例示的なものであるので、いかなる方向に回転されても構わない。以下においても、回転永久磁石１３０の回転方向は、例示に過ぎない。
【００６６】
即ち、本実施例の磁気力制御装置１００は、コイル１５０に印加される電流を制御することで、回転永久磁石１３０を回転させて第１配置状態と第２配置状態間の転換を発生させ、これによって第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の作用面１１１、１２１上の磁気力を制御する。
【００６７】
図２は、他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【００６８】
図２の磁気力制御装置１００'は、図１ａから図１ｄの磁気力制御装置１００に第１永久磁石１６０、第２永久磁石１７０、及びポールピース１８０の構成を付加したことを特徴とする。
【００６９】
第１永久磁石１６０は、Ｎ極が第１ポールピース１１０に接触し、Ｓ極がポールピース１８０に接触するように配置される。第２永久磁石１７０は、Ｓ極が第２ポールピース１２０に接触し、Ｎ極がポールピース１８０に接触するように配置される。
【００７０】
ポールピース１８０は、第１永久磁石１６０及び第２永久磁石１７０を磁気的に連結することで、内部に点線のような磁気流れを生成させる。ポールピース１８０は、磁気シールドと共に、ケースに活用され得る。
【００７１】
本実施例の磁気力制御装置１００'は、磁気力制御装置１００より多くの永久磁石１４０、１６０、１７０を保有することで、より強いホールディング力を得ることができる。
【００７２】
図３ａから図３ｅは、本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。また、図３ｆは、図３ａから図３ｅを変形して構成した磁気力制御装置の断面図である。
【００７３】
図３ａから図３ｅを参照すると、本実施例に係る磁気力制御装置２００は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、回転永久磁石１３０、コイル１５０、第１永久磁石１６０、第２永久磁石１７０、及び連結ポールピース２８０を含む。
【００７４】
本説明において、図１ａから図１ｄの磁気力制御装置１００と同じ構成についての説明は省略し、相違点について具体的に説明する。
【００７５】
第１永久磁石１６０は、Ｎ極が第１ポールピース１１０に接触し、Ｓ極が連結ポールピース２８０に接触するように配置される。第２永久磁石１７０は、Ｓ極が第２ポールピース１２０に接触し、Ｎ極が連結ポールピース２８０に接触するように配置される。
【００７６】
ここで、回転永久磁石１３０、第１永久磁石１６０、及び第２永久磁石１７０は、本実施例のように一列に配置されることが磁気流れの形成において好ましくあり得る。具体的に、回転永久磁石１３０が第１配置状態と第２配置状態時にある時に、各ポールが一列に配置されることが磁気流れの形成において好ましくあり得る。
【００７７】
連結ポールピース２８０は、鉄のような強磁性体からなり、第１永久磁石１６０のＳ極が接触し、第２永久磁石１７０のＮ極が接触する。また、連結ポールピース１８０は、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０とそれぞれギャップ（ｇａｐ）Ｇを形成しながら磁気的に連結可能に配置される。
【００７８】
ここで、ギャップＧは、連結ポールピース２８０とポールピース１１０、１２０間に磁気的に連結され得る程度に設定される。即ち、連結ポールピース２８０とポールピース１１０、１２０間に接触して形成される磁気流れの強度に比して、Ｂ％以上の強度の磁気流れが伝達されるならば、磁気的に連結されたといえる。ここで、Ｂは、６０、５０、４０、３０、２０等であってよい。
【００７９】
コイル１５０は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、及び連結ポールピース２８０の少なくとも一つに巻かれ得る。コイル１５０は、磁気流れを変更させるための適切な位置に配置されればよいが、本実施例においては、第１ポールピース１１０と第２ポールピース１２０にそれぞれ作用面１１１、１２１に近接してコイル１５０を配置したことを例示している。このようにコイル１５０が第１ポールピース１１０の作用面１１１と第１永久磁石１６０との間及び第２ポールピース１２０の作用面１２１と第２永久磁石１７０との間に配置されると、作用面１１１、１２１での磁気力の直接的な制御が可能であり、回転永久磁石１３０の配置状態の転換において容易であるので、好ましい。図示しないが、さらに適正な制御のために、ギャップＧと第１永久磁石１６０との間の第１ポールピース１１０にコイルがさらに巻かれ、ギャップＧと第２永久磁石１７０との間にコイルがさらに巻かれることがさらに好ましい。
【００８０】
以下においては、図３ａから図３ｅをまた参照して、磁性体である対象物１をホールディングし、解除する原理について説明する。
【００８１】
まず、図３ａを参照すると、コイル１５０に電流を全く印加しなければ、回転永久磁石１３０は、第１永久磁石１６０及び第２永久磁石１７０による第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の磁化により自動的に第１配置状態に配置される。これにより点線のように、連結ポールピース１８０を通した内部循環磁気流れが形成される。これによって、作用面１１１、１２１の方向には磁気流れが形成されず、対象物が作用面１１１、１２１にホールディングされ得ない。
【００８２】
作用面１１１、１２１の方向に磁気流れを形成するためには、図３ｂのようにコイル１５０に電流を印加する。即ち、第１ポールピース１１０の作用面１１１の方向にＮ極が形成され、その反対側にＳ極が形成されるように第１ポールピース１１０に巻かれたコイル１５０を制御し、第２ポールピース１２０の作用面１２１の方向にＳ極が形成され、その反対側にＮ極が形成されるように第２ポールピース１２０に巻かれたコイル１５０を制御する。
【００８３】
コイル１５０に印加される電流が十分に大きいならば、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｓ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｎ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図３ｃのように回転するようになる。
【００８４】
このとき、回転する間に、ギャップＧを通過する点線のような磁気流れが図３ｃのように形成される。もちろん、コイル１５０に印加された電流により作用面１１１、１２１にもＮ極とＳ極がそれぞれ形成される。
【００８５】
対象物１が作用面１１１、１２１に近接すると、ギャップＧを通過していた磁気流れは弱化し、図３ｄのように回転永久磁石１３０、第１永久磁石１６０、及び第２永久磁石１７０の磁気流れは対象物１を通過することで、対象物１が作用面１１１、１２１に強固にホールディングされる。
【００８６】
言い換えれば、回転永久磁石１３０の配置転換の前後に、対象物１が作用面１１１、１２１にホールディングされる。一旦、図３ｄのような磁気流れが形成されると、コイル１５０に印加される電流を除去しても構わない。しかし、コイル１５０に印加される電流を完全に除去せず、図３ｂのような方向の電流をある程度印加することが回転永久磁石１３０の安定的な固定のために好ましくあり得る。コイル１５０にどの程度の電流を印加して初めて安定性に十分であるかは、ポールピース１１０、１２０、２８０の厚さ、形状、及び永久磁石１３０、１６０、１７０の強度、対象物１の厚さ等によって決定されるだろう。
【００８７】
ホールディングされた対象物１を解除するためには、図３ｅのようにコイル１５０に電流を印加すればよい。即ち、図３ｂと反対方向の電流をコイル１５０に印加すると、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｎ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｓ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図３ａのように第１配置状態に配置が転換される。これによって、作用面１１１、１２１から対象物１が解除され得る。
【００８８】
一旦、第１配置状態に回転永久磁石１３０の配置が転換されると、コイル１５０に電流を印加しなくても、図３ａの点線のような内部循環磁気流れが形成され、作用面１１１、１２１に対象物１がホールディングされ得ない。
【００８９】
一方、図３ｂ及び図３ｅに示した回転永久磁石１３０の回転方向は、例示的なものであるので、いかなる方向に回転されても構わない。以下においても、回転永久磁石１３０の回転方向は、例示に過ぎない。
【００９０】
図３ｆを参照すると、回転永久磁石１３０と第１永久磁石１６０／第２永久磁石１７０が図３ａから図３ｅとは異なり、一直線でないように配置されてもよい。この場合、回転永久磁石１３０と第２永久磁石１７０との間の第２ポールピース１２０にコイル１５０が配置されることが好ましい。しかし、図３ｆのようなコイル１５０の配置は例示的であり、回転永久磁石１３０と第１永久磁石１６０との間の第１ポールピース１１０にのみコイル１５０が配置されてもよい。また、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０にコイル１５０が全て配置されてもよい。
【００９１】
図３ｆの磁気力制御装置２００'は、磁気流れの制御に有利であり、最小のコイル１５０を使用しても構わない。
【００９２】
図４ａから図４ｅは、本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【００９３】
図４ａから図４ｅを参照すると、本実施例の磁気力制御装置３００は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、回転永久磁石１３０、コイル１５０、第１永久磁石１６０、第２永久磁石１７０、連結ポールピース３８０、第３ポールピース３８５、及び第４ポールピース３９０を含む。
【００９４】
本実施例において、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、回転永久磁石１３０、コイル１５０、第１永久磁石１６０、及び第２永久磁石１７０は、図３ａから図３ｅを参照して上述した磁気力制御装置２００でのそれらと同じ構成であって、同じ参照番号を付与した。同じ構成についての説明は重複であるので、省略することとし、相違点について具体的に説明する。
【００９５】
本実施例の磁気力制御装置３００においては、上述した磁気力制御装置２００とは異なり、連結ポールピース３８０に第１永久磁石１６０及び第２永久磁石１７０が接触せず、第３ポールピース３８５及び第４ポールピース３９０が第１永久磁石１６０及び第２永久磁石１７０と接触する。
【００９６】
第３ポールピース３８５は、鉄のような強磁性体からなり、第１永久磁石１６０のＳ極と接触する。また、第４ポールピース３９０は、鉄のような強磁性体からなり、第２永久磁石１７０のＮ極と接触する。
【００９７】
第３ポールピース３８５は、作用面３８６を有し得、第４ポールピース３９０は、作用面３９１を有し得る。この作用面３８６、３９１は、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の作用面１１１、１２１と共に、対象物１をホールディングできるように形成される。
【００９８】
連結ポールピース３８０は、第３ポールピース３８５及び第４ポールピース３９０と磁気的に連結される第１位置（図４ａ、図４ｂ、及び図４ｃでの位置）と、第３ポールピース３８５及び第４ポールピース３９０の少なくとも一つと磁気的に連結されない第２位置（図４ｄ及び図４ｅでの位置）間に移動可能に構成される。
【００９９】
連結ポールピース３８０が図４ａのような第１位置に位置された場合であっても、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０とギャップＧを形成しながら磁気的に連結可能に離隔される。
【０１００】
連結ポールピース３８０は、ボルト３０１により第３ポールピース３８５及び第４ポールピース３９０に移動可能であるように固定される。連結ポールピース３８０には、カウンターボア（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｂｏｒｅ）が形成され、このカウンターボアにボルト３０１のヘッドが係止することで移動距離が制限される。
【０１０１】
連結ポールピース３８０と第３ポールピース３８５／第４ポールピース３９０との間には、それぞればねのような弾性部材３０２が介在されることが好ましい。このような弾性部材３０２は、連結ポールピース３８０が第３ポールピース３８５及び第４ポールピース３９０と離れる方向に連結ポールピース３８０に力を加えるようになる。
【０１０２】
また、連結ポールピース３８０と第３ポールピース３８５との間、または連結ポールピース３８０と第４ポールピース３９０との間には、弾性を有する衝撃緩和部材３０３が介在されることが、連結ポールピース３８０の第２位置から第１位置への移動時に発生する衝撃を緩和させることができるので、好ましい。衝撃緩和部材３０３は、板形状のゴム、重合体等であってよく、磁気流れに影響を及ぼさない非磁性材質からなることが好ましい。
【０１０３】
一方、コイル１５０は、より適正な磁気流れの制御のために、連結ポールピース３８０にも追加して巻かれることが好ましい。
【０１０４】
以下においては、図４ａから図４ｅをまた参照して、磁性体である対象物１をホールディングし、解除する原理について説明する。
【０１０５】
まず、図４ａを参照すると、コイル１５０に電流を全く印加しなければ、回転永久磁石１３０は、第１永久磁石１６０及び第２永久磁石１７０による第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の磁化により自動的に第１配置状態に配置される。これと併せて、連結ポールピース３８０は第１位置に位置されることで、点線のように、連結ポールピース３８０を通した内部循環磁気流れが形成される。これによって、作用面１１１、１２１、３８６、３９１の方向には磁気流れが形成されず、対象物が作用面１１１、１２１、３８６、３９１にホールディングされ得ない。
【０１０６】
作用面１１１、１２１、３８６、３９１の方向に磁気流れを形成するためには、図４ｂのようにコイル１５０に電流を印加する。即ち、第１ポールピース１１０の作用面１１１の方向にＮ極が形成され、その反対側にＳ極が形成されるように第１ポールピース１１０に巻かれたコイル１５０を制御し、第２ポールピース１２０の作用面１２１の方向にＳ極が形成され、その反対側にＮ極が形成されるように第２ポールピース１２０に巻かれたコイル１５０を制御し、連結ポールピース３８０の右側にＮ極が形成されるようにコイル１５０をそれぞれ制御する。
【０１０７】
コイル１５０に印加される電流が十分に大きいならば、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｓ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｎ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図４ｃのように回転するようになる。
【０１０８】
このとき、回転する間に、ギャップＧを通過する点線のような磁気流れが図４ｃのように形成される。もちろん、コイル１５０に印加された電流により作用面１１１、１２１にもＮ極とＳ極がそれぞれ形成される。
【０１０９】
対象物１が作用面１１１、１２１に近接すると、ギャップＧを通過していた磁気流れは弱化し、図４ｄのように回転永久磁石１３０、第１永久磁石１６０、及び第２永久磁石１７０の磁気流れは対象物１を通過することで、対象物１が作用面１１１、１２１に強固にホールディングされる。
【０１１０】
また、これと共に、第３ポールピース３８５と対面する連結ポールピース３８０の面がＳ極で形成され、第４ポールピース３９０と対面する連結ポールピース３８０の面がＮ極で形成されることで、連結ポールピース３８０は、弾性部材３０２の弾性力により第２位置に移動される。
【０１１１】
これによって、図４ｄのように、回転永久磁石１３０は、第２配置状態に配置され、連結ポールピース３８０は、第２位置に位置される。回転永久磁石１３０及び連結ポールピース３８０の配置の前後に、対象物１が作用面１１１、１２１、３８６、３９１にホールディングされる。ホールディングと共に、図４ｄのように対象物１を通過する点線で示された磁気流れが形成される。一旦、図４ｄのような磁気流れが形成されると、コイル１５０に印加される電流を除去しても構わない。しかし、コイル１５０に印加される電流を完全に除去せず、図４ｂのような方向の電流をある程度印加することが回転永久磁石１３０の安定的な固定のために好ましくあり得る。コイル１５０にどの程度の電流を印加して初めて安定性に十分であるかは、ポールピース１１０、１２０、３８０、３８５、３９０の厚さ、形状、及び永久磁石１３０、１６０、１７０の強度、対象物１の厚さ等によって決定されるだろう。
【０１１２】
ホールディングされた対象物１を解除するためには、図４ｅのようにコイル１５０に電流を印加すればよい。即ち、図４ｂと反対方向の電流をコイル１５０に印加すると、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｎ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｓ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図４ａのように第１配置状態に配置が転換される。また、これと共に、第３ポールピース３８５と対面する連結ポールピース３８０の面がＮ極で形成され、第４ポールピース３９０と対面する連結ポールピース３８０の面がＳ極で形成されることで、連結ポールピース３８０は、弾性部材３０２の弾性力に打勝って第１位置に移動される。これによって、図４ａのような内部循環磁気流れが形成され、作用面１１１、１２１、３８６、３９１から対象物１が解除され得る。
【０１１３】
一旦、第１配置状態に回転永久磁石１３０の配置が転換され、第１位置に連結ポールピース３８０が移動されると、コイル１５０に電流を印加しなくても、図４ａの点線のような内部循環磁気流れが形成され、作用面１１１、１２１に対象物１がホールディングされ得ない。
【０１１４】
図５ａから図５ｅは、本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。また、図５ｆは、図５ａから図５ｅの磁気力制御装置のまた他の変形実施例の概略的な断面図である。
【０１１５】
図５ａから図５ｅを参照すると、本実施例の磁気力制御装置４００は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、回転永久磁石１３０、コイル１５０、永久磁石４４０、及び連結ポールピース４８０を含む。
【０１１６】
本実施例において、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、回転永久磁石１３０、及びコイル１５０は、図１ａから図１ｄを参照して上述した磁気力制御装置１００でのそれらと同じ構成であって、同じ参照番号を付与した。同じ構成についての説明は重複であるので、省略することとし、相違点について具体的に説明する。
【０１１７】
本実施例において、永久磁石４４０は、Ｎ極が第１ポールピース１１０に接触し、Ｓ極が第２ポールピース１２０に接触するように配置される。永久磁石４４０は、図１ａから図１ｄでの永久磁石１４０と他の構成は同じであるが、配置で差があって他の参照番号を付与しただけであり、実質的には同じ構成である。
【０１１８】
回転永久磁石１３０は、永久磁石４４０より作用面１１１、１２１に近接して位置され得る。これによって、作用面１１１、１２１上の磁気力の制御がより容易である。しかし、永久磁石４４０が作用面１１１、１２１に近接して位置されてもよい。
【０１１９】
第１ポールピース１１０と第２ポールピース１２０は、連結ポールピース４８０とギャップＧを形成しながら磁気的に連結可能に離隔される。ギャップＧの構成については、上述したとおりであるので、重複説明は省略する。
【０１２０】
コイル１５０は、回転永久磁石１３０と永久磁石３４０との間の第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０にそれぞれ巻かれ、第１ポールピース１１０の作用面１１１と回転永久磁石１３０との間の第１ポールピース１１０に巻かれ、第２ポールピース１２０の作用面１２１と回転永久磁石１３０との間の第２ポールピース１２０に巻かれるように配置されることが、回転永久磁石１３０の配置転換に容易であるので、好ましい。
【０１２１】
以下においては、図５ａから図５ｅをまた参照して、磁性体である対象物１をホールディングし、解除する原理について説明する。
【０１２２】
まず、図５ａを参照すると、コイル１５０に電流を全く印加しなければ、回転永久磁石１３０は、永久磁石４４０による第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の磁化により自動的に第１配置状態に配置される。これによって点線のように、永久磁石４４０、第１ポールピース１１０、回転永久磁石１３０、及び第２ポールピース１２０を通過する内部循環磁気流れが形成される。このとき、ギャップＧにより、永久磁石４４０からの磁気流れは、連結ポールピース４８０に渡ることが難しい。これによって、作用面１１１、１２１の方向には磁気流れが形成されず、対象物が作用面１１１、１２１にホールディングされ得ない。
【０１２３】
作用面１１１、１２１の方向に磁気流れを形成するためには、図５ｂのようにコイル１５０に電流を印加する。即ち、回転永久磁石１３０のＳ極と近接した部分の第１ポールピース１１０にＳ極が形成され、Ｎ極と近接した部分の第２ポールピース１２０にＮ極が形成されるように、コイル１５０を制御する。
【０１２４】
コイル１５０に印加される電流が十分に大きいならば、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｓ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｎ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図５ｃのように回転するようになる。
【０１２５】
このとき、回転する間に、ギャップＧを通過する点線のような磁気流れが図５ｃのように形成される。もちろん、コイル１５０に印加された電流により作用面１１１、１２１にもＮ極とＳ極がそれぞれ形成される。
【０１２６】
対象物１が作用面１１１、１２１に近接すると、ギャップＧを通過していた磁気流れは弱化し、図５ｄのように回転永久磁石１３０及び永久磁石４４０からの磁気流れは対象物１を通過することで、対象物１が作用面１１１、１２１に強固にホールディングされる。
【０１２７】
回転永久磁石１３０の配置転換の前後に、対象物１が作用面１１１、１２１にホールディングされる。ホールディングと共に、図５ｄのように対象物１を通過する点線で示された磁気流れが形成される。一旦、図５ｄのような磁気流れが形成されると、コイル１５０に印加される電流を除去しても構わない。しかし、回転永久磁石１３０と作用面１１１、１２１との間に位置するコイル１５０に印加される電流を完全に除去せず、図５ｂのような方向の電流をある程度印加することが回転永久磁石１３０の安定的な固定のために好ましくあり得る。コイル１５０にどの程度の電流を印加して初めて安定性に十分であるかは、ポールピース１１０、１２０、４８０の厚さ、形状、及び永久磁石１３０、４４０の強度、対象物１の厚さ等によって決定されるだろう。
【０１２８】
ホールディングされた対象物１を解除するためには、図５ｅのようにコイル１５０に電流を印加すればよい。即ち、図５ｂと反対方向の電流をコイル１５０に印加すると、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｎ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｓ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図５ａのように第１配置状態に配置が転換される。これによって、作用面１１１、１２１から対象物１が解除され得る。
【０１２９】
一旦、第１配置状態に回転永久磁石１３０の配置が転換されると、コイル１５０に電流を印加しなくても、図３ａの点線のような内部循環磁気流れが形成され、作用面１１１、１２１に対象物１がホールディングされ得ない。
【０１３０】
図５ｆを参照すると、変形例である磁気力制御装置４００'は、上述した磁気力制御装置４００の構成に、第３ポールピース４８５、第２永久磁石４５０、及び第２回転永久磁石４９０をさらに含んで構成される。
【０１３１】
第３ポールピース４８５は、作用面４８６を備え、鉄のような強磁性体からなる。
【０１３２】
第２永久磁石４５０は、第１ポールピース１１０にＮ極が接触し、第３ポールピース４８５にＳ極が接触するように配置される。
【０１３３】
第２回転永久磁石４９０は、Ｎ極が第３ポールピース４８５と磁気的に連結されると共にＳ極が第１ポールピース１１０と磁気的に連結される第１配置状態と、Ｎ極が第１ポールピース１１０と磁気的に連結されると共にＳ極が第３ポールピース４８５と磁気的に連結される第２配置状態をなすことができるように回転可能に構成される。
【０１３４】
連結ポールピース４８０'は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、及び第３ポールピース４８５とギャップＧを形成しながら磁気的に連結可能に離隔される。
【０１３５】
このように、図５ａから図５ｅの磁気力制御装置４００は、横に拡張され得る。具体的な作動原理は、上述した磁気力制御装置４００の作動原理と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【０１３６】
図６ａから図６ｄは、本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【０１３７】
図６ａから図６ｄを参照すると、本実施例の磁気力制御装置５００は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、回転永久磁石１３０、コイル１５０、永久磁石４４０、及び連結ポールピース５８０を含む。
【０１３８】
本実施例において、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、回転永久磁石１３０、永久磁石４４０、及びコイル１５０は、上述した磁気力制御装置１００、２００、３００、４００でのそれらと同じ構成であって、同じ参照番号を付与した。同じ構成についての説明は重複であるので、省略することとし、相違点について具体的に説明する。
【０１３９】
連結ポールピース５８０は、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の少なくとも一つと磁気的に連結されない第１位置（図６ａ及び図６ｂでの位置）、及び、第１ポールピース１１０及び第２ポールピースと磁気的に連結される第２位置（図６ｃ及び図６ｄでの位置）間に移動可能に構成される。
【０１４０】
コイル１５０は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、及び連結ポールピース５８０の少なくとも一つに巻かれ得るが、本実施例のように、回転永久磁石１３０と永久磁石４４０との間の第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０にそれぞれ巻かれることが好ましい。
【０１４１】
連結ポールピース５８０は、ボルト５０１により第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０に移動可能であるように固定される。連結ポールピース５８０には、カウンターボア（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｂｏｒｅ）が形成され、このカウンターボアにボルト５０１のヘッドが係止することで移動距離が制限される。
【０１４２】
連結ポールピース５８０と第１ポールピース１１０／第２ポールピース１２０との間には、それぞればねのような弾性部材５０２が介在されることが好ましい。このような弾性部材５０２は、連結ポールピース５８０が第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０と離れる方向に連結ポールピース５８０に力を加えるようになる。
【０１４３】
また、連結ポールピース５８０と第１ポールピース１１０との間、または連結ポールピース５８０と第２ポールピース１２０との間には、弾性を有する衝撃緩和部材５０３が介在されることが、連結ポールピース５８０の第１位置から第２位置への移動時に発生する衝撃を緩和させることができるので、好ましい。衝撃緩和部材５０３は、板形状のゴム、重合体等であってよく、磁気流れに影響を及ぼさない非磁性材質からなることが好ましい。
【０１４４】
以下においては、図６ａから図６ｄをまた参照して、磁性体である対象物１をホールディングし、解除する原理について説明する。
【０１４５】
まず、図６ａを参照すると、コイル１５０に電流を全く印加しなければ、回転永久磁石１３０は、第１永久磁石１４０及び第２永久磁石１５０による第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０の磁化により自動的に第１配置状態に配置される。これと併せて、連結ポールピース５８０は第１位置に位置されることで、点線のように、内部循環磁気流れが形成される。これによって、作用面１１１、１２１の方向には磁気流れが形成されず、対象物が作用面１１１、１２１にホールディングされ得ない。
【０１４６】
作用面１１１、１２１の方向に磁気流れを形成するためには、図６ｂのようにコイル１５０に電流を印加する。即ち、永久磁石４４０の方向にＮ極が形成され、回転永久磁石１３０の方向にＳ極が形成されるように第１ポールピース１１０に巻かれたコイル１５０を制御し、永久磁石４４０の方向にＳ極が形成され、回転永久磁石１３０の方向にＮ極が形成されるように第２ポールピース１２０に巻かれたコイル１５０を制御する。
【０１４７】
コイル１５０に印加される電流が十分に大きいならば、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｓ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｎ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図６ｃのように回転して配置状態が転換される。
【０１４８】
また、これと共に、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０は連結ポールピース５８０を引き寄せ、連結ポールピース５８０は弾性部材５０２の弾性力に打勝って、第２位置に移動される。図４ｃのように連結ポールピース５８０が移動されると、永久磁石４４０からの磁気流れは、連結ポールピース５８０を通して形成される。
【０１４９】
これによって、回転永久磁石１３０からの磁気流れで対象物１がホールディングされるようになる。
【０１５０】
ホールディングされた対象物１を解除するためには、図６ｄのようにコイル１５０に電流を印加すればよい。即ち、図６ｂと反対方向の電流をコイル１５０に印加すると、回転永久磁石１３０と対面する第１ポールピース１１０の面は、Ｎ極を帯びるようになり、回転永久磁石１３０と対面する第２ポールピース１２０の面は、Ｓ極を帯びるようになる。すると、回転永久磁石１３０は、各ポールで斥力を受けるようになって、回転力を受けるようになり、図６ａのように第１配置状態に配置が転換される。また、これと共に、第１ポールピース１１０と第２ポールピース１２０が連結ポールピース５８０を引き寄せる力が弱くなって、弾性部材５０２の弾性により連結ポールピース５８０はまた第１位置に復帰する。これによって、図６ａのような内部循環磁気流れが形成され、作用面１１１、１２１から対象物１が解除され得る。
【０１５１】
図７ａから図７ｄは、本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【０１５２】
図７ａから図７ｄを参照すると、本実施例の磁気力制御装置６００は、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、第１回転永久磁石１３０、第１永久磁石４４０、連結ポールピース６８０、コイル１５０、第３ポールピース６２０、第２回転永久磁石６３０、及び第２永久磁石６４０を含む。
【０１５３】
本実施例の磁気力制御装置６００は、上述した磁気力制御装置５００の構成において、第３ポールピース６２０、第２回転永久磁石６３０、及び第２永久磁石６４０をさらに含みながら、連結ポールピース６８０を変形した構造を有する。同じ機能を果たす構成に対しては、図６ａから図６ｄで表示した識別番号と同じ識別番号を付与した。
【０１５４】
本実施例の磁気力制御装置６００は、上述した磁気力制御装置５００を拡張したものであって、第３ポールピース６２０をさらに備える。第３ポールピース６２０は、作用面６２１を備え、鉄のような強磁性体からなる。
【０１５５】
第２回転永久磁石６３０は、Ｎ極が第３ポールピース６２０と磁気的に連結されると共にＳ極が第１ポールピース１１０と磁気的に連結される第１配置状態（図７ａ及び図７ｂでの配置状態）と、Ｎ極が第１ポールピース１１０と磁気的に連結されると共にＳ極が第３ポールピース６２０と磁気的に連結される第２配置状態（図７ｃ及び図７ｄでの配置状態）をなすことができるように回転可能に構成される。
【０１５６】
第２永久磁石６４０は、第１ポールピース１１０にＮ極が接触し、第３ポールピース６２０にＳ極が接触するように配置される。第２永久磁石６４０は、第１永久磁石４４０と一列に配置されることが好ましい。
【０１５７】
連結ポールピース６８０は、第１位置と第２位置間に移動が可能に構成される。第１位置とは、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、及び第３ポールピース６２０のうち隣接するポールピース同士は磁気的に連結させない連結ポールピース６８０の位置（図７ａ及び図７ｂでの位置）であり、第２位置とは、第１ポールピース１１０、第２ポールピース１２０、及び第３ポールピース６２０に全て磁気的に連結される連結ポールピース６８０の位置（図７ｃ及び図７ｄでの位置）をいう。
【０１５８】
本実施例の磁気力制御装置６００の作動原理は、図６ａから図６ｄの磁気力制御装置５００と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【０１５９】
図８ａから図８ｄは、本発明のまた他の実施例に係る磁気力制御装置の概略的な断面図である。
【０１６０】
図８ａから図８ｄを参照すると、本実施例の磁気力制御装置７００は、中心ポールピース７１０、周辺ポールピース７２０、永久磁石７３０、回転永久磁石７４０、及びコイル７５０を含む。
【０１６１】
中心ポールピース７１０は、作用面７１１を備え、鉄のような強磁性体からなる。
【０１６２】
周辺ポールピース７２０は、中心ポールピース７１０の少なくとも一部を囲むように配置され、作用面７２１を備え、鉄のような強磁性体からなる。
【０１６３】
永久磁石７３０は、中心ポールピース７１０にＮ極及びＳ極のいずれか一つが接触し、周辺ポールピース７２０に他の一つが接触するように配置される。本実施例においては、中心ポールピース７１０にＮ極が接触したことを例示する。
【０１６４】
永久磁石７３０は、少なくとも二つが備えられる場合、中心ポールピース７１０を中心に置いて対称をなすように配置されることが好ましい。
【０１６５】
回転永久磁石７４０は、Ｓ極が中心ポールピース７１０と磁気的に連結された状態で離隔されると共にＮ極が周辺ポールピース７２０と磁気的に連結された状態で離隔される第１配置状態（図８ａ及び図８ｂでの配置状態）と、Ｓ極が周辺ポールピース７２０と磁気的に連結された状態で離隔されると共にＮ極が中心ポールピース７１０と磁気的に連結された状態で離隔される第２配置状態（図８ｃ及び図８ｄでの配置状態）をなすことができるように回転可能に構成される。
【０１６６】
回転永久磁石７４０は、第１配置状態または第２配置状態時に、Ｎ極またはＳ極が中心ポールピース７１０の作用面７１１に向かうように配置されることが好ましい。即ち、中心ポールピース７１０が長く形成される場合、回転永久磁石７４０が長手方向に配列され得るように構成されることが好ましい。このような配置により中心ポールピース７１０の作用面７１１への磁気力制御がより容易である。
【０１６７】
コイル７５０は、中心ポールピース７１０及び周辺ポールピース７２０の少なくとも一つに巻かれるように配置され、本実施例のように中心ポールピース７１０にのみ配置されてもよい。
【０１６８】
以下においては、図８ａから図８ｄをまた参照して、磁性体である対象物１をホールディングし、解除する原理について説明する。
【０１６９】
まず、図８ａを参照すると、コイル７５０に電流を全く加えなければ、回転永久磁石７４０は、第１配置状態をなし、点線のような内部循環磁気流れが形成され、これによって作用面７１１、７２１に対象物がホールディングされ得ない。
【０１７０】
ホールディングのために、図８ｂのようにコイル７５０に電流を印加すると、回転永久磁石７３０の方向にＳ極が形成される。これと共に、対象物１を作用面７１１、７２１に近接させると、図８ｃのように回転永久磁石７３０が第２配置状態に回転しながら、対象物１が作用面７１１、７２１にホールディングされる。
【０１７１】
ホールディングされると、図８ｃのように対象物１を通過する磁気流れが形成されながら、対象物が作用面７１１、７２１に強固にホールディングされる。
【０１７２】
以後、解除のためには、図８ｄのように図８ｂとは反対方向にコイル７５０に電流を印加すると、回転永久磁石７４０の方向にＮ極が形成されるので、回転永久磁石７４０が回転して、図８ａのような第１配置状態に変更される。これによって、図８ａのような内部循環磁気流れが形成され、対象物１は解除される。
【０１７３】
図９は、回転永久磁石の様々な実施形態を示した断面図である。
【０１７４】
図９の（ａ）を参照すると、回転永久磁石１３０'は、断面が円形である円筒形状で構成され得る。この場合、回転永久磁石１３０'は、永久磁石自体からなる。
【０１７５】
図９の（ｂ）を参照すると、回転永久磁石１３０''は、断面がほぼ楕円形で構成され得る。この場合、回転永久磁石１３０''は、永久磁石自体からなる。参考までに、本形態は、図１ａから図６ｄにおいて例示したとおりである。また、具体的な説明は、図１０を参照して後述する。
【０１７６】
図９の（ｃ）を参照すると、回転永久磁石１３０'''は、永久磁石１３１と、Ｎポールピース１３２と、Ｓポールピース１３３とを含んで構成され得る。Ｎポールピース１３２及びＳポールピース１３３は、鉄のような強磁性体からなり得る。
【０１７７】
図９の（ｄ）を参照すると、回転永久磁石１３０''''は、回転永久磁石１３０'''に非磁性体材質の保護体１３４をさらに備えることができる。この場合、回転永久磁石１３０''''は、全般的に円筒形状を有する。
【０１７８】
図９の（ｅ）を参照すると、回転永久磁石１３０'''''は、二つの永久磁石１３１ａ、１３１ｂと、Ｎポールピース１３２と、Ｓポールピース１３３と、中間ポールピース１３５とを含んで構成され得る。Ｎポールピース１３２、Ｓポールピース１３３、及び中間ポールピース１３５は、鉄のような強磁性体からなり得る。
【０１７９】
このように、回転永久磁石１３０、１３０'、１３０''、１３０'''、１３０''''、１３０'''''の構成は、永久磁石自体からなってもよく、永久磁石とポールピースの組み合わせ、または非磁性体材質の組み合わせからなり得る。この他にも様々な方式で回転永久磁石が構成されてもよい。
【０１８０】
一方、上で説明した回転永久磁石１３０は、第１配置状態または第２配置状態である場合、機械的に固定されるように構成され得る。即ち、コイルにより第１配置状態及び第２配置状態に変更された以後、配置状態の維持のために固定され得る。このような固定は、配置状態間の変更時のみ解除されるように構成され得る。このような構成により、意図しない回転永久磁石１３０の回転を防止することで、ホールディングまたは解除状態の安定的な維持がより可能となる。
【０１８１】
図１０は、回転永久磁石の一実施形態及び磁気力制御装置に配置された状態を示す。
【０１８２】
図１０の（ａ）を参照すると、回転永久磁石１３０''は、回転中心Ｏから同じ距離だけ外縁が形成された円形部１３０ａと、回転中心Ｏからの距離が円形部１３０ａより小さく外縁が形成された非円形部１３０ｂとからなり得る。この非円形部１３０ｂにより回転永久磁石１３０''のＮ極とＳ極が分割される。
【０１８３】
非円形部１３０ｂは、図１０において例示したように、一字に形成され得るが、これは例示に過ぎず、曲線の形態で形成されてもよい。
【０１８４】
回転永久磁石１３０''が第１配置状態または第２配置状態にある場合に、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０は、円形部１３０ａの少なくとも一部とは対面し、非円形部１３０ｂとは対面しないように構成されることが好ましい。さらに好ましくは、図１０の（ｂ）のように、回転永久磁石１３０''が第１配置状態または第２配置状態にある場合に、第１ポールピース１１０及び第２ポールピース１２０は、円形部１３０ａの全部と対面するように構成される。
【０１８５】
非円形部１３０ｂが備えられると、図１ｃの第２配置状態と図１ａの第１配置状態間の回転永久磁石１３０の転換を難しくさせる。言い換えれば、ホールディング状態あるいは解除状態の維持をより安定的に具現できる。
【０１８６】
非円形部１３０ｂの幅Ａが大きければ大きいほど、配置状態の維持性能は向上するが、配置状態の転換時にコイル１５０に印加される電流が増加する。これに対して、非円形部１３０ｂの幅Ａが小さければ小さいほど、配置状態の維持性能は低下するが、配置状態の転換時にコイル１５０に印加される電流は小さくなる。従って、配置状態の転換時に必要な電流値及び耐えるべき外部衝撃値を考慮して適宜Ａ値を選定する必要がある。
【０１８７】
一方、回転永久磁石１３０は、自由に回転可能に構成されるので、軸受けを活用できる。しかし、軸受けは、磁性体からなって回転を難しくさせ、比較的に高価である。従って、軸受けの代わりにピーク（ｐｅｅｋ）、ＰＶＣ、またはセラミック材質等からなるブッシング構造を適用することが好ましい。このような場合、回転構造自体が磁性を帯びず、磁石間押し摩擦が減少し、回転永久磁石１３０の回転が有利であり、安価で回転構造を具現できる長所がある。
【０１８８】
図１１は、図１ａから図１ｄの磁気力制御装置の変形例である。
【０１８９】
図１１を参照すると、本実施例の磁気力制御装置１００''は、さらなる作用面を有するという点以外に、図１ａから図１ｄの磁気力制御装置１００の構成と同じ構成を有する。
【０１９０】
本実施例の磁気力制御装置１００''は、永久磁石１４０側に形成される作用面１１１、１２１以外に、回転永久磁石１３０側にさらなる作用面１１２、１２２を有する。具体的に、第１ポールピース１１０は、２個の作用面１１１、１１２を有し、第２ポールピース１２０は、２個の作用面１２１、１２２を有する。
【０１９１】
図１１の（ａ）は、どの作用面１１１、１１２、１２１、１２２にも磁気力が作用しなく制御された状態を例示するが、図１ａの状態と対応する。また、図１１の（ｂ）は、作用面１１１、１２１には対象物１がホールディングされ、作用面１１２、１２２には対象物１'がホールディングされた状態を例示するが、図１ｃの状態と対応する。図１ｃの状態との相違点は、回転永久磁石１３０からの磁気流れが対象物１'に向かって、対象物１'もホールディングされるという点である。
【０１９２】
図１１の（ａ）と（ｂ）間の回転永久磁石１３０の配置変更は、図１ｂと図１ｄのようなコイル１５０への電流印加により行われ得、詳細な説明は、上述したとおりであるので省略する。
【０１９３】
このようなさらなる作用面１１２、１２２によりさらなる対象物１'に対する磁気力の作用（例えば、ホールディング及び解除）が可能である。このように、磁気力を作用させようとする対象物の形状、個数等により自由に作用面の配置、形状、個数等を変形できる。
【０１９４】
図１２は、図１１の磁気力制御装置の変形例である。具体的に、図１２の（ａ）は、回転永久磁石１３０が第１配置状態である場合の概略的な正面図及び側面図を示し、図１２の（ｂ）は、回転永久磁石１３０が第２配置状態である場合の概略的な正面図、側面図、及び下面図を示す。参考までに、正面図でのみコイル１５０を断面で示した。
【０１９５】
図１２の磁気力制御装置１００'''は、図１１の磁気力制御装置１００''とは異なり、作用面１１１'、１１２'、１２１'、１２２'が向かう方向は、回転永久磁石１３０の回転軸に沿う方向と平行な方向に向かうように配置される。即ち、作用面１１１'、１１２'、１２１'、１２２'にホールディングされる対象物１と平行な平面上で回転永久磁石１３０が回転するように磁気力制御装置１００'''が構成される。
【０１９６】
図１２の（ａ）を参照すると、回転永久磁石１３０は、第１配置を形成し、この時には、内部を循環する磁気流れにより、作用面１１１'、１１２'、１２１'、１２２'は、外部の磁性体に磁気的な影響をほとんどまたは全く及ぼすことができない。
【０１９７】
これに対して、図１２の（ｂ）のように、回転永久磁石１３０が第２配置を形成すると、作用面１１１'、１１２'はＮ極に磁化し、作用面１２１'、１２２'はＳ極に磁化して磁性体である対象物１に磁気的な影響を及ぼし得る。これによって、磁気力制御装置１００'''は、対象物１をホールディングできる。
【０１９８】
図１２の（ａ）と（ｂ）間の回転永久磁石１３０の配置変更は、図１ｂと図１ｄのようなコイル１５０への電流印加により行われ得、詳細な説明は、上述したとおりであるので省略する。
【０１９９】
本実施例の磁気力制御装置１００'''は、対象物１と平行な平面上で回転永久磁石１３０が回転するように構成され、高さの低いコンパクトな構成の具現が可能な長所を有する。
【０２００】
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は、本発明のその技術的思想や必須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ということが理解できるだろう。それゆえ、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、限定的ではないものと理解すべきである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図９（ｄ）】
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【図９（ｅ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【国際調査報告】
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