JP2017509144A - 磁石及び金属シートを取り扱う方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、本体（１０１）と、前記本体（１０１）のキャビティ（１１１）の内部に移動可能に配置されたスライド（１０２）を有する磁石に関する。永久磁石（１１４）を有する前記スライド（１０２）は、前記キャビティ（１１１）の内外に媒体を送出入することにより、前記本体（１０１）に対して移動される。本発明は、また、金属シート（３０１）を取り扱う方法にも関連している。

Description

本発明は、添付された特許請求の範囲の独立請求項の前提部分に従う、磁石と金属シートを取り扱う方法に関する。

磁石は、運動を制御するため、電気回路をスイッチするため、及び対象物を動かすため、等のような種々の操作を実行するために多くの技術分野で使用されている。磁石には、典型的には、その磁気的状態を変更するための一定の機能性が与えられている。磁石は、例えば、磁界を生成するコイルを有し、その磁界は、そのコイルに与えられる電流の量と方向に依存する。

コイルは、単独で、或いは、永久磁石と組み合わされて使用され、そのコイルは、永久磁石により生成される磁界を増強させたり、或いは減少させたりするのに使用される。それとは別に、磁石は可動部を有し、その可動部の位置が磁石の磁気状態を決定する。永久磁石を有する可動部は、例えば、可動部を囲むように設けられたコイルにより生成される磁力によって磁石の本体に対して動かされる。

磁気状態を変えるための可動部を有する磁石の例は、WO 2012/160262に開示されている。

WO 2012/160262の磁石は、いわゆる、双−安定磁石というもので、永久磁石を有する可動部が、２つの安定位置の間で磁石の本体に対して可動となるよに配置されている。第１の位置では、可動部は本体と接触し、これにより、永久磁石により発生する磁束が、本体を通り、取り付けられる対象物に向けられる。第２の位置では、可動部は、本体から離され、このため、本体内の磁束の流れが極めて減少し、これにより磁石の保持力が無視できるようになる。磁石の本体は、可動部の周りに配置されるコイルを有する。この可動部は、コイルを通して適切な方向に十分な量の電流を供給して２つの位置の間で動く。

国際公開WO 2012/160262号の磁石に関連する問題点は、磁石の双−安定性にある。磁石は、その２つの状態のうちのいずれかの状態のみとなることができ、その磁石の状態は、１つの安定した位置から他の位置に可動部を動かすことにより変えることができる。その結果、可動部の位置によって依存する磁石の保持力は、２つの固定した値のみを持つこととなる。換言すると、WO 2012/160262号の磁石の保持力は、調整することができず、このことは、磁石の利用性を減じる。

WO 2012/160262号の磁石に関連する他の問題点は、可動部の第２の位置に関連する、即ち、可動部が本体に接触していない位置に関連する。可動部がその第２の位置に静止している状態にとどまることを確実にするため、いずれの電流も一定にコイルに供給される必要がある、或は、磁石に、可動部を第２位置の方向に押し付けるためのスプリングや他の手段を設けられる必要がある。上記の第１の場合は、不利な点は、コイルに電力の消費であり、第２の場合は、不利な点は構造が複雑となり、損傷しやすく、磁石の故障をもたらす。

本発明の主たる目的は、上述の従来の技術の問題点を低減、或いは除去することにある。
本発明の目的は、磁石がエネルギーを消費しない安定した磁気状態を持つ磁石を提供することにある。
本発明の目的は、また、少ないエネルギーで磁気状態を容易に変更し得る磁石を提供することにある。更なる本発明の目的は、保持力を段階的でなく調整することができ、また、少ないエネルギーで所望する値の保持力を維持することを可能とする磁石を提供することにある。

本発明の更なる目的は、小さいサイズで大きな保持力を達成することができる構造を持つ磁石を提供することにある。更なる本発明の目的は、簡単な構造で、製造費が低廉であり、平均寿命が長く、信頼性の大きい磁石を提供することにある。

本発明の目的は、また、金属シートを取り扱う方法を提供することにある。より詳細には、金属シートの堆積（スタック）から所望の数の金属シートを持ち上げることを可能にする方法を提供することである。

上述の目的を実現するため、本発明による磁石及び方法は、添付の特許請求の範囲の独立請求項の特徴部分によって与えられたものにより特徴付けられる。本発明の有利な実施例が添付の特許請求の範囲の従属項に記載される。

本発明による典型的な磁石は、
−取り付けられるべき対象物に対して磁束を発射する磁性材料により造られる第１セクション及び第２セクションを有する本体であって、前記第１セクション及び第２セクションは分離されており、前記本体の非磁性材料の第３セクションに取り付けられている、本体と、
−永久磁石を有するスライドと、前記永久磁石の磁極表面の反対側に取り付けられた第１磁極片及び第２磁極片を有し、
前記スライドは、前記永久磁石により発生する磁束の通路を変更できるように、前記本体に対し、第１位置と第２位置の間で移動できるように設けられる。

本発明による典型的な磁石は、
− 前記第１セクションは、第１貫通孔部分及び第２貫通孔部分を持ち、前記第１貫通孔部分の直径が前記第２貫通孔部分の直径より小さい貫通孔と、
− 前記貫通孔の第１端部は前記本体の第４セクションによって閉鎖され、第１キャビティ部分と第２キャビティ部分から成るキャビティが前記本体の内部に形成されるように、前記貫通孔の第２端部は前記本体の前記第２セクション及び前記第３セクションによって閉鎖され、
−前記スライドは、前記貫通孔の長手方向に可動となるように前記キャビティ内に配置され、前記第１磁極片は前記貫通孔の第１端部の方向に向けられており、
− 前記磁石は、前記スライドを動かすために、前記第１及び第２キャビティ部分の内外に媒体を移動させるための手段を有し、
前記スライドの第１位置において、前記永久磁石は、前記第１磁極片の少なくとも一部及び前記第２磁極片の少なくとも少なくとも一部において、前記第１貫通孔部分の内部に位置し、前記スライドの第２位置において、前記第１磁極片の少なくとも一部が前記第１貫通孔部分の内部に位置し、前記第２磁極片が前記第１貫通孔部分の外部に位置している。

本発明による磁石は、取付け磁石であり、その磁性状態は、スライドを本体に対して第１位置と第２位置との間で動かすことにより変えることができる。
スライドは、内部にスライドが可動に配置されているキャビティの内部に媒体を出入りさせることにより動かすことができる。第１位置及び第２位置は安定位置であり、その位置ではスライドは永久磁石により発生さされる磁界により静止状態を保つ。スライドの第１位置においては、永久磁石により発生される磁束は第１セクションによって短絡される。スライドの第２位置においては、磁束は、第１セクション及び第２セクションを通り、磁気回路に近接している対象物に伝導する。

磁石の保持力はスライドの位置に依存する。その保持力は、スライドが第１位置にあるときは最小となり、第２位置にあるときは最大となる。スライドは第１位置と第２位置との間のいかなる位置にも位置することができるため、磁石の保持力は段階的とはならずに調節できる。その保持力は、スライドを第２位置の方向に動かすことにより、増加させることができ、第１位置の方向に動かすことにより、減少させることができる。

スライドの第１位置において、永久磁石は、第１磁極片の少なくとも一部及び第２磁極片の少なくとも一部が第１貫通孔部分の内部に位置する。したがって、第１磁極片及び第２磁極片は、その部分的或いは全体が第１貫通孔部分の内部に位置する。第１磁極片及び第２磁極片が第１貫通孔部分の壁に接触する、或いは略接触することが好ましい。

スライドが第１位置にあるとき、永久磁石によって発生される磁束は、第１セクションによって短絡され、このことは、一方の磁極片から他方の磁極片に向かう磁束は、主に、第１貫通孔部分を囲む第１セクションの一部を通ることを意味する。スライドの第１位置は、永久磁石が第１貫通孔部分の内部にあるとき、永久磁石の磁力がスライドを積極的に引きつける位置である。

スライドが第１位置から第２位置へ移動したとき、永久磁石は、移動する力に対する対向力として作用し、スライドを第１位置へ引き戻そうとする。スライドの第１位置においては、磁束は主に一方の磁極片から第１セクションに向けられ、第１セクションから他方の磁極片の方向に向けられ、この方向は、必然的に第１貫通孔部分の壁に直交する方向となる。

スライドの第２位置においては、第１磁極片の少なくとも一部は第１貫通孔部分の内部に位置し、第２磁極片は第１貫通孔部分の外部に位置する。スライドの第２位置においては、永久磁石も、また、第１貫通孔部分の外側に位置することが好ましい。スライドの第２位置においては、第２磁極片は第２セクションと接触するか、或いは、略接触することが好ましく、これにより、磁束が第２磁極片と第２セクションとの間で効率的に伝達されることとなる。
スライドの第２位置において、第１磁極片は第１貫通孔部分の壁に接触するか、或いは略接触することが好ましい。

スライドが第２位置にあるとき、永久磁石によって発生される磁束は第１及び第２セクションを通して取り付けられる対象物に流れる。第１及び第２セクションの両方に接触して配置される対象物は、磁気回路を閉じ、これにより、磁束は、第１及び第２セクションと対象物を通し、一方の磁極片から他方の磁極片へ伝達される。スライドの第２位置においては、磁束は、主として、第１磁極片と第１セクションの間で、第１貫通孔部分の壁に対して必然的に直交する方向に、また、第２磁極片と第２セクションの間で、スライドの底部に対して直交する方向に向けられる。したがって、第２磁極片への、又は第２磁極片からの磁束の方向は、スライドの第１位置と第２位置との間では約９０°の角度で回転することとなる。

ガス又は液体とすることができる媒体を第１及び第２キャビティ部分の内外へ移動させることにより、スライドが本体に対して移動される。媒体を第１キャビティ部分内の方向へ、また、第２キャビティ部分の外に移動させることにより、スライドを第２位置の方向へ移動させることができる。媒体を第２キャビティ部分内へ、また、第１キャビティ部分の外へ移動させることにより、スライドを第１位置の方向へ移動させることができる。

本体のキャビティは第１、第２、第３及び第４セクションによって画成される。キャビティは、第１貫通孔部分と第２貫通孔部分が互いに交わる区域によって、第１キャビティ部分と第２キャビティ部分とに分割される。第１キャビティ部分は、第１貫通孔部分の壁と第４セクションによって画成されるのが好ましい。第２キャビティ部分は、第２貫通孔部分の壁と、第２及び第３セクションによって画成されるのが好ましい。

本体の第１及び第２セクションは、第３セクションによって互いに分離されている。第３セクションは非磁性体で造られるため、第１及び第２セクションは磁気的には分離されており、したがって、第１セクション及び第２セクション間における磁束の直接の流れは必然的に阻止される。

第１セクションの貫通孔は、貫通孔の長軸方向に連続して位置する２つの貫通孔部分を有している。第１貫通孔部分は第４セクションによって閉鎖されており、第２貫通孔部分は第２及び第３セクションによって閉鎖されている。第２貫通孔部分の直径は第１貫通孔部分の直径より大きく、これにより、スライドが第２位置にあるとき、第１セクションを通る磁束の短絡が必然的に阻止される。第１貫通孔部分の長さは、スライドの軸方向の移動よりも長いことが好ましい。

スライドは、第１磁極片の少なくとも１部が常に第１貫通孔部分の内部にとどまるようにして、キャビティの内部に移動可能に設けられる。したがって、スライドの移動は、第１貫通孔部分の壁によって機械的に保持されている。スライドは、スライドの全ての位置において第１貫通孔の壁に接触した状態となっていることが好ましい。

スライドはサンドウィッチ構造を有しており、ここでは永久磁石が第１磁極片と第２磁極片との間に設けられている。第１磁極片と第２磁極片は、永久磁石の異なるポールに取り付けられ、永久磁石によって発生する磁束がそれらを伝達できるように、磁性材料で造られている。第１及び第２磁極片の磁性材料は、強磁性体、好ましくは鉄である。永久磁石は、例えば、ネオジム磁石、アルニコ磁石、或いはサマリウム−コバルト磁石である。

本体のセクションは、種々の形とサイズを持つことができ、１又は複数の部材から形成することができる。第１、第２及び第３セクションは、第１セクションは、第２セクションを囲む第３セクションを囲むようにして互いに内部に配置される。第３セクションは、第２貫通孔の壁に固定されるスリーブとすることができる。第２セクションは、第３セクションの内部に配置されるスリーブとすることができる。第１及び第２セクションは、磁束を伝達することに適した磁性材料で造られる。第１及び第２セクションの磁性材料は、鉄、ニッケル、コバルト或いはそれらの合金のような強磁性材料である。第１セクション及び第２セクションは、同じ材料で造られることが好ましい。第３セクションは、非磁性材料で造られ、これは、樹脂、真鍮或いはアルミニウムのような常磁性体、或いは、耐酸性スチール又はステンレススチールのような反磁性材料である。貫通孔（即ち、第１貫通孔部分）の第１端部を閉鎖する第４セクションは、第１セクションに取り付けられる。この第４セクションは磁性材料又は非磁性材料で造ることができる。第４セクションは、第１セクションと同じ材料で造ることができる。

本発明の１実施例によると、第１貫通孔部分及び第磁極片は円筒状である。好ましくは、第１磁極片の直径は第１貫通孔部分の直径より僅かに小さくされ、これにより、第１貫通孔部分の壁は、第１位置及び第２位置の間で動かされる間、スライドを効果的に支持することができる。

第１貫通孔部分の直径は、例えば、10mm未満、10-50mm、又は200-500mmとすることができる。第１磁極片の直径は、例えば、2mm未満、1mm未満、0.5mm未満、0.1mm未満、0.01mm未満或いは第１貫通孔部分の直径より0.005-0.5mmの範囲で小さくすることができる。

本発明の１実施例によると、第２磁極片は、円筒状である。好ましくは、第２磁極片は第１磁極片と同じ直径を持つ。

本発明の１実施例によると、永久磁石は、１又は複数層で配置される複数の磁石片を有する。永久磁石は、例えば、セクター片の同じ極が永久磁石の同じ側に配置されるようにして１つの層で配置されるセクター片で形成される。

セクター片の数は、例えば、２，３，４−６又は７−１０とすることができる。それとは別に、永久磁石は積み重ねるようにして配置された磁石片で形成することができる。永久磁石は、強磁性体のディスクが磁石片の間に配置され、磁石片の異なる極が互いに対面するように積み重ねて配置される。

本発明の１実施例によると、永久磁石の厚みは第１磁極片の厚さ及び第２磁極片の厚みより小さい。厚みをより厚くすると、磁束が飽和状態となることを妨げる。

本発明の１実施例によると、永久磁石は円筒状であり、永久磁石の直径は第１磁極片及び第２磁極片の直径より小さい。永久磁石の直径をより小さくすることは、永久磁石が第１貫通孔部分の壁に永久磁石が接触することを防ぐ。

本発明の１実施例によると、スライドは円筒状である。スライドの直径は、第１貫通孔部分の直径より僅かに小さくするのが好ましく、これにより、第１貫通孔部分の壁が、スライドが第１位置と第２位置との間を動く間、スライドを効果的に支持することを可能にする。第１貫通孔部分の直径は、例えば、10mm未満、10-50mm、50-200mm又は 200-500mmとすることができる。スライドの直径は、第１貫通孔部分の直径より小さく、例えば、2mm未満、1mm未満、0.5mm未満、0.1mm未満、 0.01mm未満、或いは、0.005-0.5mm の範囲とすることができる。スライドの長さは、例えば、3mm未満、 3-10mm、10-100mm 、或いは100-500mmの範囲とすることができる。

本発明の１実施例によると、第２貫通孔部分は円筒状である。第２貫通孔部分の直径は、第１貫通孔部分の直径より大きく、例えば、0.5-2mm、1-5mm、 2-10mm 或いは25-300mmの範囲とすることができる。

本発明の１実施例によると、第３セクションは、第２貫通孔部分の壁に取り付けられる中空円筒体であり、第２セクションは、第３セクションの内部壁に取り付けられている。第２セクションは、好ましくは、円筒状である。

本発明の１実施例によっると、第３セクションの内径は第１貫通孔部分の直径と同じか或いは大きく、第３セクションの高さは、第２セクションの高さより大きい。

本発明の１実施例によりと、第２及び第３セクションは、第２貫通孔部分の内部に位置する。

本発明の１実施例によると、第３セクションは、貫通孔の第２端部から第１貫通孔部分へ延びる。したがって、第３セクションは、第２貫通孔部分の壁を覆う。

本発明の１実施例によると、第１セクション及び第４セクションは、一体的構造となっている。この構造は、磁性材料の一部材を機械加工することにより製造することができる。

本発明の１実施例によると、磁石は、スライドの周囲に取り付けられるか、或いは第１貫通孔部分の壁に取り付けられるシールリングを備える。このシールリングは、キャビティによって形成される気密空間を２つの部分に分け、それらの部分の間で媒体が流れることを阻止する。このシールリングは、十分な圧力差を生成することを容易にし、スライドを効果的に移動させることを可能にする。シールリングは、例えば、シリコン、エチレン−プロピレン、ポリウレタン、窒化−ブタジエン ゴム、或いはアセタール樹脂、或いは他の化合物で造ることができる。

本発明の１実施例によると、シールリングは第１磁極片の溝に取り付けられる。このシールリングは、シールリングが第１貫通孔部分の内部にとどまるようにして第１磁極片に取り付けられる。

本発明の１実施例によると、スライドはシールリングを所定の位置に保持するために第１磁極片の頂部に取り付けられるキャップを有している。このキャップはシールリングが配置されるための溝を有することができる。この溝は、第１磁極片に取り付けられるキャップの端部近傍に設けられることが好ましい。この溝は、キャップと第１磁極片の間に位置させることができる。キャップは、磁性材料又は非磁性材料で造ることができる。

本発明の１実施例によると、媒体を第１及び第２キャビティ部分内へ出し入れするための手段は、本体に一体化した第１及び第２通路を有し、第１通路の第１端部は第１キャビティ部分に連通しており、第２通路の第１端部は第２キャビティ部分に連通している。媒体は、第１通路及び第２通路を通して、それぞれ、第１キャビティ部分及び第２キャビティ部分へ出入りする。好ましくは、第１通路の第１端部は、貫通孔の第１端部に対して設けられ、第２通路の第１端部は、貫通孔の第２端部に対して設けられる。通路の第２端部は、互いに連通しており、１のキャビティ部分から移送された媒体が他のキャビティ部分へ入るようにされている。磁石は、第１及び第２の複数の通路を有している。第１及び第２の複数の通路の数は、２−４，５−１０或いは１０−３０とするとができる。

本発明の１実施例によると、第１通路の第２端部と第２通路の第２端部は、磁石の外部へ開口している。したがって、第１及び第２通路は、本体を通して延びている。

本発明の１実施例によると、媒体を第１及び第２キャビティ部分の内外に出入りさせる手段は、第１通路の第２端部及び第２通路の第２端部へ接続される空気圧或いは水力学的システムを有する。

本発明の１実施例によると、媒体を第１及び第２キャビティ部分の内外へ出し入れするための手段は、第１通路の第２端部及び第２通路の第２端部に接続したポンプを有する。ポンプは媒体を２方向へ移送させるように構成され、これにより、媒体は第１キャビティ部分から第２キャビティ部分へ、及びその逆に移送される。媒体を第１キャビティ部分及び第２キャビティ部分の内外へ出入りさせる手段は、２つのポンプを備えることができ、第１ポンプを第１通路の第２端部へ、第２ポンプを第２通路の第２端部に接続される。媒体の種類により、ポンプは、ピストンポンプ、スクリュウポンプ、或いはギアポンプのような、水力学的ポンプ或いは空気圧ポンプとすることができる。また、媒体をキャビティ部分の内外へ出入りさせるために、通路の第２端部へ接続された存在する水力学的或いは空気圧システムを使用することも可能である。

本発明の１実施例によと、媒体を第１キャビティ部分及び第２キャビティ部分の内外へ移送する手段は、ポンプと第１通路の第２端部の間に接続された第１パイプと、ポンプと第２通路の第２端部の間に接続された第２パイプを有する。

本発明の１実施例によると、磁石は、ガス又は液体の媒体を有する。磁石のための好ましいガスは、例えば、空気である。磁石のための液体は、例えば、オイル及び水である。使用される液体は、スライドと第１貫通孔部分の壁との間の摩擦を減らす潤滑剤としても機能することが好ましい。

本発明の１実施例によると、磁石は、第１セクション内の磁束密度を測定するように構成された磁束センサーと、測定された磁束密度に基づいてスライドの位置を決定する手段を有している。磁束センサーは、磁束密度に応答して電圧及び/又は電流を出力を変える変換器を意味する。第１セクション内の磁束路はスライドの位置に依存するため、スライドの位置は、磁束センサーの電圧及び/又は電流の出力により決定される。スライドの位置を決定するための手段は、例えば、磁束センサの電圧及び/又は電流の出力に対する応答として、スライドが第１位置或いは第２位置にあるかどうかを特定する出力信号を与える比較回路を有する。また、磁束センサは、スライドの位置を直接に二値出力として示すように構成してもよい。また、磁束センサは、対象物が磁石に付着したか否を検出するために使用することができる。磁束センサは、例えば、第１セクションの内部、或いは、その表面に設けることができる。

磁石は、複数の磁束センサを有することができ、これらは、異なる空間位置及び/又は方向の磁束密度を測定するように構成される。磁束センサは、対角線方向及び/又は反対方向の磁束密度を測定するように構成することができる。磁束センサの数は、例えば、２，３或いは３より多くすることができる。

本発明の１実施例によると、磁束センサは、ホールセンサ、AMR磁気メータ、MEMSセンサ或いはリードリレーの内の１つである。

本発明の１実施例によると、スライドは、第２セクション内の穴に延びるガイドロッドを有する。貫通孔の長手軸方向に延びるガイドは、スライドを部分的或いは全体を通して延びるようにしてよい。ガイドロッドは、ガイドロッドの一部が常に穴内にとどまるようなサイズとされることが好ましい。ガイドロッドの目的は、スライドの移動が、貫通孔の長軸方向以外の方向に移動することを減らすことである。ガイドロッドは、非磁性材料で造られ、樹脂、真鍮又はアルミニウムのような常磁性材料、耐酸性スチール又はステンレススチールのような反磁性材料である。

本発明の１実施例によると、本体に取り付けられたコイルを有し、このコイルは、コイルに供給される電流の方向による磁石の保持力を増加或いは減少させる磁力を発生するように構成される。コイルは、スライドが第２位置にあるとき、コイルがスライドの少なくとも一部を囲むようにして、第３セクション内に配置されることが好ましい。コイルは、スライドが第２位置にあるとき、磁石の保持力を変えるために使用されることが好ましい。

本発明の１実施例によると、磁石は、コイルに電流を供給する手段を有している。電流を供給する手段は、例えば、制御ユニットを介してコイルに接続されるバッテリーとすることができる。制御ユニットは、コイルに供給される電流の量と方向を制御するようにされている。制御ユニットは、磁石を使用するための１又は複数の操作スイッチ、及び/又は、遠隔制御装置からの制御命令を受信するための無線受信器を有することができる。また、制御ユニットは、磁石の状態を示すための１又は複数の表示器、及び/又は遠隔制御装置に状態を伝達する無線伝送器を備えることができる。

本発明の１実施例によると、コイルは、コイルに供給される電流の方向に依存して第１又は第２の方向に向けてスライドを動かすための磁力を発生するように構成される。スライドの位置は、一定の持続期間、大きさ及び極性を持つ電流パルスにより変えることができる。スライドを第１位置から第２位置へ、及びその逆へ動かすのに必要な電流パルスの持続期間と大きさは、磁石の構造とサイズに大きく依存する。電流パルスの極性は、スライドが動かされる方向に依存する。典型的には、電流パルスの持続期間は、30-300msである。

本発明による磁石の有利な点は、磁石は、スライドが第１位置及び第２位置にあるときはエネルギーを消費しないことである。磁石の他の有利な点は、その磁力状態を容易に変更できることである。

本発明による磁石の有利な点は、その保持力は無段階的に調節可能であり、その保持力は容易に調節できる点である。磁石の他の有利な点は、保持力を一定に保つためにはエネルギーを殆ど消費しないことである。

本発明による磁石の有利な点は、小さいサイズで大きい保持力を与えることである。磁石の他の有利な点は、磁石をきわめて頑強で信頼性の高いものとする簡単な構造にある。

本発明による磁石の有利な点は、スライドの第１位置において磁気回路が閉じているため、永久磁石の消磁が極めて低減される。磁石の他の有利な点は、磁石がオフ(OFF)状態のとき、即ち、スライドが第１位置にあるとき、保持力は最小となることである。

本発明による磁石は、例えば、以下のようにして製造される。
第１に、磁性材料の円形ブロックの第２端部内に円形溝が機械加工され、円形溝は第２端部から第１端部に向けて延びるようにする。次に、円形溝を非磁性の液体材料で満たし、この液体材料を固形に硬化させ、第１端部から第２端部に向けてブロック内に円形溝と同心の穴を開ける。穴の直径は、少なくとも内径で、円形溝の直径より小さい。穴の深さと円形溝の深さの和は円形ブロックの厚さより大きい。次に、第２キャビティ部分のための通路が開けられ、穴の中にスライドが挿入される。最後に、第１キャビティ部分のための通路を持ち、非磁性材料で造られるカバーがブロックの第１端部に取り付けられ、穴を塞ぐ。機械加工されたブロックの内側部分は第２セクションに対応し、外側部分は第１セクションに対応し、中間部分は第３セクションに対応し、カバーは第４セクションに対応する。

本発明は、また、本発明による磁石を用いて金属シートを扱う方法に関するものである。本発明による代表的な方法は、本発明による磁石を金属シートのスタックの最上部の金属シート上に置き、スライドを最上部の金属シートに向けて動かして磁石の保持力を増加させ、磁石を持ち上げ、金属シートの所定の数が磁石に付着した状態となるまで、スライドを金属シートの最上部から離す方向に動かすことにより保持力を減少させる。

本発明による方法の有利な点は、金属シートのスタックから所望の数の金属シートを持ち上げることを可能とする点にある。磁石から金属シートを一枚づつ外すことができる。

本発明の１実施例によると、本方法は、磁石の保持力を減少するステップの後、スライドを最上部の金属シートの方向へ動かすことにより磁石の保持力を再び増加させる。このことは、所定の枚数の金属シートを保持する磁石がある位置から他の位置へ移動する間、金属シートが磁石に付着した状態を維持することを確実する。

本書面に記載された本発明の例示的実施例は、添付の特許請求の範囲の適用可能性への限定を意味するものと解釈されてはならない。本書面では、用語「有する」は記載されない特徴の存在を排除しない、「開かれた限定」として使用されている。従属請求項に記載された特徴は、特に明示的に記載されていない限り、互いに自由に組み合わせることができるものである。

本書面に記載された例示的実施例とそれらの有利な点は、常に別々に分けて述べていなくても、磁石の適用可能部分により、本発明による方法と同様に磁石に関係するものである

本発明の第１実施例による磁石の断面図である。 本発明の第２実施例による磁石の断面図である。 スライドの３つの異なる位置における図２の磁石の磁界を示す図である。 スライドの３つの異なる位置における図２の磁石の磁界を示す図である。 スライドの３つの異なる位置における図２の磁石の磁界を示す図である。 図１及び図２における貫通孔をより詳細に示す図である。 図１及び図２の磁石のキャビティをより詳細に示す図である。

異なる実施例において、同じ或いは類似の要素には同じ符号が用いられている。

図１は、本発明の第１実施例による磁石の断面図を示す。磁石は、本体１０１，本体１０１に対して第１位置と第２位置との間で相対的に移動できるスライド１０２を有している。磁石の保持力はスライド１０２の位置に依存する。磁石は、その一端において、付着される対象物（図１に図示せず）と接触するように設けられた付着面１０３を有する。

本体１０１は、付着されるべき対象物に対して磁束を伝えるために磁性材料で造られる第１及び第２セクション１０４，１０５を有する。第１及び第２セクションは第３セクション１０６によって互いに取り付けられており、第３セクション１０６は、非磁性材料で造られている。

第１セクション１０４は２つの円筒状貫通孔部分１０８．１０９から成る貫通孔１０７を有する。第１貫通孔部分１０８の直径は、第２貫通孔部分１０９の直径より小さい。第１貫通孔部分１０８と第２貫通孔部分１０９は図６により詳細に示されている。

貫通孔１０７の第１端部は、非磁性材料で造られる本体１０１の第４セクション１１０によって閉鎖されており、貫通孔の第２端部は、第２及び第３セクション１０５，１０６によって閉鎖されており、第１キャビティ部分１１２及び第２キャビティ部分１１３から成るキャビティ１１１が本体１０１の内部に形成される。第２セクション１０５及び第３セクション１０６は第２貫通孔部分１０９の内部に位置している。円筒状の第２セクション１０５は、リング状の第３セクション１０６によって第２貫通孔部分１０９の壁に取り付けられている。第１キャビティ部分１１２と第２キャビティ部分１１３は図７により詳細に示されている。

スライド１０２は円筒状で、永久磁石１１４と、永久磁石１１４の対向する磁極面に取り付けられている第１磁極片１１５と第２磁極片を有している。スライド１０２は、また、第１磁極片１１５の溝内に配置されるシールリング１１７６を有している。このシールリング１１７は、シールリング１１７が第１貫通孔部分１０８内にとどまるような位置に第１磁極片１０８に取り付けられている。スライド１０２は、第１磁極片１１５が常に第１貫通孔部分１０８内にとどまるように、キャビティ１１１内に移動可能に配置されている。第２磁極片１１６は第２セクション１０５に向かう方向に向けられている。

スライド１０２は、第１及び第２キャビティ部分１１２，１１３の内外へ液体を出し入れすることにより、本体１０１に対して相対的に動かされる。液体が第１キャビティ部分１１２内に供給され、第２キャビティ部分１１３から排出されるとき、スライド１０２は第２位置の方向へ移動する。液体が第２キャビティ部分１１３に供給され、第１キャビティ部分１１２から排出されるとき、スライド１０２は第１位置の方向へ移動する。

液体は、本体１０１に一体化された第１及び第２通路１２１，１２２に第１及び第２パイプ１１９、１２０を介して接続される水力学的システムを使用して、 第１及び第２キャビティ部分１１２，１１３に出入りする。第１通路１２１の第１端部は、貫通孔１０７の第１端部を閉鎖する第４セクション１１０を通って第１キャビティ部分１１２と連通するように設けられる。第２通路１２２の第１端部は、第２貫通孔部分１０９の壁を通って第２キャビティ部分１１３と連通するように設けられる。スライド１０２の位置は、第１貫通孔部分１０８に近い、第１セクション１０４の内部に配置された磁束センサ１２３によって決定される。

図２は、本発明の第２実施例による磁石の断面図である。図２の磁石は、図１の磁石と比べ、スライド１０２がシールリング１１７を保持するために第１磁極片１１５の頂部に取り付けられるキャップ２０１を有する点において異なる。

図３は、スライド１０２が第１位置にあるときの、図２の磁石により発生する磁界を示す。スライド１０２は、第１貫通孔部分１０８内に位置し、これにより、永久磁石１１４より発生する全ての磁束（磁束線によって示されている）は、第１磁極片１１５から第２磁極片１１６に、第１貫通孔部分１０８を囲む第１セクション１０４の一部を通って通過する。第１セクション１０４は、したがって、永久磁石１１４により発生する磁束を短絡することとなる。その結果、磁石の保持力は、非常に小さく、したがって、磁石は、金属シート３０１を付着することはできない。

図４は、スライド１０２が中間位置にあるときの図２の磁石により発生する磁束を示す。第１磁極片１１５及び永久磁石１１４は第１貫通孔部分１０８の内部にあり、第２磁極片１１６は第１貫通孔部分１０８の外部にあり、これにより、永久磁石１１４によって発生する磁束の一部は（磁力線によって示される）、第１貫通孔部分１０８を囲む第１セクション１０４の一部を通り、第１磁極片１１５から第２磁極片１１６に向かって通過し、磁束の一部は第１磁極片１１５から第１セクション１０４を通り、金属シート３０１に、更にそこから、第２セクション１０５を通り、第２磁極片１１６に至る。この結果、磁石は、金属シート３０１に弱く付着される。

図５は、スライド１０２が第２位置にあるときの図２の磁石によって発生する磁界を示す。第２磁極片１１６は第２セクション１０５に接触し、第１磁極片１１５の一部だけが第１貫通孔部分１０８の内部に位置し、これにより、永久磁石１１４に発生される磁束の全てが（磁力線で示される）、必然的に、第１磁極片１１５から第１セクション１１４を通り、金属シート３０１へ、更にそこから第２セクション１０５を通り、第２磁極片１１６へ通る。この結果、磁石の保持力は大きく、したがって、磁石は金属シート３０１にしっかりと付着される。

図面は、本発明の有利な実施例のみを示したものである。当業者にとっては本発明が上述の実施例のみに制限されるものでなく、本発明は、添付の特許請求の範囲の限定の範囲内で変更可能であることは明かであろう。従属請求項にはいくつかの可能な実施例が記載されているが、それらは、本発明の保護範囲を限定するものとみなされてはならない。

Claims (22)

1. −付着されるべき対象物に向けて磁束を導く磁性材料で造られる第１セクション及び第２セクションを有する本体であって、前記第１セクション及び第２セクションは分離されて本体の非磁性材料である第３セクションに取り付けられいる本体と、
   −永久磁石を有するスライドと、前記永久磁石の対向する磁極に取り付けられる第１磁極片及び第２磁極片とを有し、前記スライドは、前記永久磁石によって発生される磁束の通路を変更するため、前記本体に対し、第１位置と第２位置との間を移動可能に配置される、
   磁石であって、
   −前記第１セクションは第１貫通孔部分及び第２貫通孔部分を持つ貫通孔であって、前記第１貫通孔部分の直径は前記第２貫通孔部分の直径より小さい、貫通孔を有し、
   −前記貫通孔の第１端部は前記本体の第４セクションによって閉鎖され、前記貫通孔の第２端部は、前記本体の第２セクションと第３セクションによって閉鎖されて、前記本体の内部に第１キャビティ部分と第２キャビティ部分が形成され、
   −前記スライドは、前記貫通孔の長手軸方向に移動可能に前記キャビティの内部に設けられ、前記第１磁極片は前記貫通孔の第１端部に向けられており、
   −前記磁石は、前記スライドを移動させるため、前記第１キャビティ部分と前記第２キャビティ部分の内部及び外部へ媒体を移動させるための手段を有し、
   前記スライドの第１位置において、前記永久磁石は、少なくとも前記第１磁極片の一部及び少なくとも前記第２磁極片の一部が、前記第１貫通孔部分の内部に位置し、前記スライドの第２位置において、前記第１磁極片の少なくとも一部が前記第１貫通孔部分の内部に位置し、前記第２磁極片が前記第１貫通孔部分の外部に位置する、ことを特徴とする、
   磁石。
2. 前記第１貫通孔部分と前記第１磁極片は円筒状である、請求項１に記載の磁石。
3. 前記第２磁極片は円筒状である、請求項２に記載の磁石。
4. 前記永久磁石は円筒状であり、前記永久磁石の直径は、前記第１磁極片の直径及び第２磁極片の直径より小さい、請求項３に記載の磁石。
5. 前記永久磁石の厚さは前記第１磁極片の厚さ及び前記第２磁極片の厚さより小さい、請求項１乃至４のいずれかに記載の磁石。
6. 前記第２貫通孔部分は円筒状である、請求項１乃至５のいずれかに記載の磁石。
7. 前記第３セクションは、前記第２貫通孔部分の壁に取り付けられた中空円筒であり、前記第２セクションは、前記第３セクションの内側壁に取り付けられる、請求項６に記載の磁石。
8. 前記第３セクションの内径は、前記第１貫通孔部分の直径と同じか或いはより大きく、前記第３セクションの高さは、前記第２セクションの高さより高い、請求項７に記載の磁石。
9. 前記第２セクション及び前記第３セクションは前記第２貫通孔部分の内部に位置する、請求項１乃至８のいずれかに記載の磁石。
10. 前記第３セクションは、前記貫通孔の第２端部から前記第１貫通孔部分へ延びている、請求項１乃至９のいずれかに記載の磁石。
11. 前記第１セクション及び第４セクションは一体構造を形成する、請求項１乃至１０のいずれかに記載の磁石。
12. 前記磁石は、前記スライドの周囲に取り付けられた、又は前記第１貫通孔部分の壁に取り付けられたシールリングを有する、請求項１乃至１１のいずれかに記載の磁石。
13. 前記シールリングは前記第１磁極片の溝に取り付けられている、請求項１２に記載の磁石。
14. 前記スライドは、前記シールリングを固定するために前記第１磁極片の頂部に取り付けられたキャップを有する、請求項１２に記載の磁石。
15. 前記第１キャビティ部分及び前記第２キャビティ部分の内外へ媒体を送出入させる手段は、前記本体に一体化された第１通路及び第２通路を有し、前記第１通路の第１端部は、前記第１キャビティ部分へ接続され、前記第２通路の第１端部は前記第２キャビティ部分に接続されている、請求項１乃至１４のいずれかに記載の磁石。
16. 前記第１通路の第２端部と前記第２通路の第２端部は、磁石の外部に開口している、請求項１５に記載の磁石。
17. 前記第１キャビティ部分及び前記第２キャビティ部分の内外へ媒体を送出入させる手段は、前記第１通路の第２端部及び前記第２通路の第２端部に接続される空気圧又は水力圧システムである、請求項１５又は請求項１６に記載の磁石。
18. 前記磁石は、ガス又は液体である媒体を有する、請求項１乃至１７のいずれかに記載の磁石。
19. 前記磁石は、前記第１セクション内の磁束密度を測定するように構成された磁束センサと、
    測定された前記磁束密度に基づいて前記スライドの位置を決定する手段を有する、請求項１乃至１８のいずれかに記載の磁石。
20. 前記磁束センサは、ホールセンサ、AMR磁気メータ、MEMSセンサ又はリードリレーである、請求項１９に記載の磁石。
21. −請求項１による磁石を、金属シートのスタックの最上部のシートに配置するステップと、
    −前記スライドを前記最上部の金属シートの方向に移動させることにより、磁石の保持力を増加させるステップと、
    −磁石を持ち上げるステップと、
    −前記スライドを前記最上部の金属シートから離す方向に移動っせることにより、所定の枚数の金属シートが前記磁石に付着した状態となるまで、前記磁石の保持力を減少させるステップ、
    を有する、金属シートを取り扱う方法。
22. 前記磁石の保持力を減少させるステップの後、前記スライドを前記最上部の金属シートの方向に移動させることにより、前記磁石の保持力を再び増加させるステップを有する、請求項２１に記載の方法。

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