JP2018503257A

JP2018503257A - 磁石

Info

Publication number: JP2018503257A
Application number: JP2017534668A
Authority: JP
Inventors: リンキネン，トピ; スオミネン，ユホ; ナッティ，レイヨ
Original assignee: IXTUR Oy
Current assignee: IXTUR Oy
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2018-02-01
Also published as: US20170011832A1; WO2015114202A1; JP2017509144A; JP6514219B2; US9613738B2; EP3100287A1; CN107112109A; CN105960686B; CN105960687A; EP3100287B1; EP3100286A1; CN105960687B; WO2015114203A1; US20170011831A1; EP3245659B1; EP3100286B1; CN105960686A; JP6562930B2; US9761362B2; EP3245659A1

Abstract

本発明は、本体（１０１）と、第１の位置と第２の位置との間で本体（１０１）に対して移動可能であるよう構成されるスライド（１０２）とを含む、磁石に関する。スライド（１０２）の動きは、スライド（１０２）の第１の位置で、第２の極部品（１０９）が第１の区画（１０４）と接触し、スライド（１０２）の第２の位置で、第２の極部品（１０９）が第２の区画（１０５）と接触するような方法において、本体（１０１）の第１及び第２の区画（１０４，１０５）によって制限される。

Description

本発明は添付の独立請求項（独立項）の前文に従った磁石に関する。

磁石の磁性状態を変更する可動部分を含む磁石が、従来技術において知られている。そのような磁石の一例が、国際公開第２０１２／１６０２６２号に開示されている。国際公開第２０１２／１６０２６２号の磁石は、いわゆる双安定磁石であり、永久磁石を含む可動部分が、２つの安定した位置の間で磁石の本体に対して移動可能に配置される。第１の位置において、可動部分は本体から分離されるので、本体内で永久磁石によって生成される磁束は低く、よって、磁石の保持力は無視してよい。第２の位置において、可動部分は本体と接触し、それにより、永久磁石によって生成される磁束は、本体を通じて、取り付けられるべき物体に方向付けられる。磁石の本体は、可動部分の周りに配置されるコイルを含む。可動部分は、コイルを通じて適切な方向に十分な量の電流を供給することによって、２つの位置の間で移動させられる。

国際公開第２０１２／１６０２６２号の磁石に関連する問題は、可動部分の移動の長さが大きく、その結果、磁石が高い(tall)ことである。磁石の構造の故に、可動部分の第１の位置と第２の位置との間の距離は、可動部分がその第１の位置において所定の位置に容易に保持され得るよう、大きくなければならない。第１の位置と第２の位置との間の距離が大きければ大きいほど、可動部分を第１の位置に保持するのに必要とされる力はより小さい。国際公開第２０１２／１６０２６２号の磁石において、可動部分は、電流が供給されるコイルを用いて、或いは可動部分を第１の位置に向かって押すバネばねを用いて、その第１の位置において所定の位置に保持される。コイルの不利点は、それがエネルギを消費することであるのに対し、バネの不利点は、容易に損傷させられることがある複雑な構造である。

本発明の主目的は、上に提示した先行技術の問題を低減することであり或いは排除することでさえある。

本発明の目的は、小さな大きさで大きな保持力を達成するのを可能にする構造を有する磁石を提供することである。本発明の目的は、磁石の磁性状態を変更する可動部分を含み、可動部分の移動の長さが小さい、磁石を提供することでもある。

本発明の更なる目的は、磁石がエネルギを消費しない安定した磁性状態を有する磁石を提供することである。本発明の目的は、極めて少ないエネルギを用いてその磁性状態を容易に変え得る、磁石を提供することでもある。

本発明の一層更なる目的は、単純な構造、低い製造コスト、長い平均余命、及び大きな信頼性を有する、磁石を提供することである。

上述の目的を実現するために、本発明に従った磁石は、添付の独立請求項の特徴部分に提示されるものによって特徴付けられている。本発明の有利な実施形態は、従属請求項（従属項）に記載されている。

本発明に従った典型的な磁石は、
− 本体と、
− スライドとを含み、
本体は、取り付けられるべき物体に磁束を方向付けるために磁性材料で作製される第１の区画及び第２の区画を含み、第１の区画及び第２の区画は分離され、本体の第３の区画に取り付けられ、第３の区画は、非磁性材料で作製され、
スライドは、永久磁石と、永久磁石の対向する磁極表面に取り付けられる第１の極部品及び第２の極部品とを含み、スライドは、永久磁石によって生成される磁束の経路を変更するために、第１の位置と第２の位置との間で本体に対して移動可能であるよう構成される。

本発明に従った典型的な磁石において、
− 第１の区画は、その第１の端で本体の空洞に開口する孔を含み、空洞の底は、第２の区画によって少なくとも部分的に定められ、孔には、第１の極部品の少なくとも部分が孔の内側に留まり、第２の極部品が空洞の底に向かって方向付けられるよう、スライドが移動可能に配置され、
スライドの動きは、スライドの第１の位置で、第２の極部品が第１の区画と接触し、スライドの第２の位置で、第２の極部品が第２の区画と接触するような方法において、第１の区画及び第２の区画によって制限される。

本発明に従った磁石は、取付け磁石(attachment magnet)であり、第１の位置と第２の位置との間でスライドを本体に対して移動させることによって、その磁性状態を変更し得る。スライドの第１の位置（ＯＦＦ状態）で、永久磁石によって生成される磁束は、第１の区画によって本質的に短絡させられ、従って、磁石は物体に付着し得ないか、或いは磁石は極めて弱く物体に付着し得るに過ぎない。スライドの第２の位置（ＯＮ状態）で、磁束は、第１及び第２の区画を通じて、第１及び第２の区画と接触するように配置される物体に伝えられる。物体は磁性回路を閉じ、従って、磁石は物体に付着させられる。第１及び第２の位置は、スライドが永久磁石によってもたらされる磁場の助けを得て静止したままである傾向を有する、安定した位置である。

スライドの第１の位置で、第２の極部品は、第１の区画と接触し、第１の極部品の少なくとも部分が、第１の区画の孔の内側に配置される。好ましくは、第１の極部品は、孔の壁と接触し、或いは孔の壁とほぼ接触する。好ましくは、スライドの第１の位置で、第１の極部品は、完全に配置され、永久磁石は、孔の内側に少なくとも部分的に配置される。好ましくは、スライドの第１の位置で、第２の極部品は、孔の外側に配置される。

スライドが第１の位置にあるとき、永久磁石によって生成される磁束は、第１の区画によって本質的に短絡させられ、それは、磁束が、孔を取り囲む第１の区画の部分及び第２の極部品と接触する第１の区画の部分を主に通じて、１つの極部品から他の極部品に流れることを意味する。スライドの第１の位置は、スライドが第１の位置に近いときに、永久磁石の磁力がスライドを能動的に引っ張る位置である。スライドが第１の位置から離れる方向に第２の位置に向かって動かされるときに、永久磁石は、動かす力に対して作用する反力をもたらし、スライドを引っ張って第１の位置に戻そうとする。

スライドの第２の位置で、第２の極部品は、第２の区画と接触し、第１の極部品の少なくとも部分が、孔の内側に配置される。好ましくは、第１の極部品は、孔の壁と接触するか、或いは孔の壁とほぼ接触する。スライドの第２の位置で、第２の極部品は、好ましくは、永久磁石も、孔の外側に配置される。

スライドが第２の位置にあるとき、永久磁石によって生成される磁束は、第１及び第２の区画を通じて、取り付けられるべき物体に流れてよい。第１の区画及び第２の区画の両方と接触するように配置される物体は磁性回路を閉じ、それにより、磁束は第１及び第２の区画及び物体を通じて１つの極部品から他の極部品に伝えられる。

本体の第１及び第２の区画は、第３の区画によって互いに分離される。第３の区画は非磁性材料で作製されるので、第１及び第２の区画は磁気的に分離され、よって、第１の区画と第２の区画との間の直接的な磁束の流れは本質的に妨げられる。

スライドは、第１の極部品の部分が孔の内側に常に留まるような方法において、第１の区画の孔内に可動に配置される。スライドは、孔の長手方向において、第１の位置と第２の位置との間で線形に移動可能であるように配置される。スライドは、例えば、スライドに取り付けられるシャフトを用いて或いは適切な駆動手段の助けを得て、第１の位置と第２の位置との間を手動で移動させられるよう設計され得る。

スライドの動きは、スライドの動きが第１の方向において第１の区画との第２の極部品の係合によって停止され、第２の方向において第２の区画との第２の極部品の係合によって停止されるような方法において、本体の第１及び第２の区画によって機械的に制限される。よって、スライドの第１の位置で、第２の極部品は、第１の区画と接触し、スライドの第２の位置で、第２の極部品は、第２の区画と接触する。第２の極部品と第１の区画との間の接触表面は、異なる形状及び向きを有してよい。接触表面は、例えば、環(annulus)又は切頭円錐(truncated cone)の形状を有し得る。

スライドの動きは、孔の壁によって機械的に支持される。好ましくは、スライドは、スライドの全ての位置において、孔の壁と接触したままである。

孔の第１の端は、本体の空洞に開口する。孔の第２の端を閉塞し或いは開放し得る。第１の区画又は第１の区画に取り付けられる第４の区画によって、孔の第２の端を閉塞し得る。

本体の区画は様々な形状及び大きさを有してよく、それらを１つ又はそれよりも多くの部品で形成し得る。第１の区画が第３の区画を取り囲み、第３の区画が第２の区画を取り囲む方法において、第１の区画、第２の区画、及び第３の区画を互いの内に配置し得る。第３の区画は、第２の区画の周りに配置されるスリーブであり得る。第２の区画は、第３の区画の内側に配置されるシリンダであり得る。第１の区画及び第２の区画は、磁束を伝えるのに適した磁性材料で作製される。第１の区画及び第２の区画の磁性材料は、鉄、ニッケル、コバルト又はそれらの合金のような、強磁性材料である。第１の区画及び第２の区画は、好ましくは、同じ材料で作製される。第３の区画は、樹脂、真鍮若しくはアルミニウムのような常磁性材料、又は耐酸性鋼若しくはステンレス鋼のような反磁性材料であり得る、非磁性材料で作製される。

スライドは、サンドイッチ構造を有し、永久磁石は、第１の極部品と第２の極部品との間に配置される。第１の極部品及び第２の極部品は、永久磁石の異なる極に取り付けられ、永久磁石によって生成される磁束がそれらを通じて伝えられてよいように、磁性材料で作製される。第１及び第２の極部品の磁性材料は、強磁性材料、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、又はサマリウムコバルト磁石であり得る。

本発明に従った磁石は物体を動かすのに適し、よって、本発明に従った磁石を持上げ磁石(lifting magnet)として用い得る。磁石を以下のように用いて、物体を１つの場所から他の場所に動かし得る。先ず、磁石は、物体が第１及び第２の区画の取付け表面と接触するような方法において、物体と接触するように配置される。次に、スライドが第２の位置に動かされ、その結果、磁石は物体に付着させられる。次に、物体は磁石と共に所望の場所に動かされ、磁石は、スライドを第１の位置に動かすことによって、物体から分離される。

本発明の実施態様によれば、第２の極部品の直径は、孔の直径よりも大きい。第２の極部品の直径は、孔の直径よりも大きいので、第２の極部品は、スライドの全ての位置において、孔の外側に、よって、空洞の内側に留まる。

本発明の実施態様によれば、孔及び第１の極部品は、円筒形である。好ましくは、スライドが第１の位置と第２の位置との間で動かされる間に、孔の壁がスライドを効率的に支持し得るよう、第１の極部品の直径は、孔の直径よりも僅かに小さいだけである。孔の直径は、例えば、１０ｍｍ未満、１０〜５０ｍｍ、５０〜２００ｍｍ又は２００〜５００ｍｍであり得る。第１の極部品の直径は、例えば、孔の直径よりも小さい、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．１ｍｍ未満又は０．００５〜０．５ｍｍであり得る。

本発明の実施態様によれば、第２の極部品は、円筒形である。第２の極部品の直径は、第１の極部品の直径及び孔の直径よりも大きい。

本発明の実施態様によれば、空洞は、円筒形である。空洞の直径は、第１の区画の孔の直径よりも大きい。空洞の直径は、例えば、孔の直径よりも大きい、１〜５ｍｍ、２〜１０ｍｍ、５〜５０ｍｍ又は２５〜３００ｍｍであり得る。

本発明の実施態様によれば、スライドの高さは、孔の高さよりも大きい。スライドの高さは、例えば、３ｍｍ未満、３〜１０ｍｍ、１０〜１００ｍｍ又は１００〜５００ｍｍであり得る。スライドの高さは、例えば、孔の高さよりも大きい、１〜５ｍｍ、２〜１０ｍｍ、５〜５０ｍｍ又は２５〜１００ｍｍであり得る。

本発明の実施態様によれば、永久磁石は、１つ又はそれよりも多くの層に配置される複数の磁石部品(magnet piece)を含む。永久磁石は、例えば、セクタ部品(sector pieces)の同じ極が永久磁石の同じ側に配置されるような方法において、１つの層内に配置される、セクタ部品で形成され得る。セクタ部品の数は、例えば、２、３、４〜６又は７〜１０であり得る。永久磁石は、代替的に、重なり合って配置される磁石部品で形成され得る。磁石部品は、強磁性ディスクが磁石部品の間に配置され且つ磁石部品の異なる極が互いに面し合って配置されるような方法において、重なり合って配置され得る。

本発明の実施態様によれば、永久磁石の厚さは、極部品の厚さ及び第２の極部品の厚さよりも小さい。より厚い極部品の使用は、磁束が飽和するのを防止する。

本発明の実施態様によれば、永久磁石は、円筒形であり、永久磁石の直径は、第１の極部品の直径よりも小さい。永久磁石のより小さい直径は、永久磁石が孔の壁に触れるのを防止する。

本発明の実施態様によれば、第１の区画は、空洞の壁を定める。

本発明の実施態様によれば、第３の区画は、第１の区画の内側に取り付けられる中空のシリンダであり、第２の区画は、第３の区画の内側に取り付けられる。第２の区画は、好ましくは、円筒形である。

本発明の実施態様によれば、第３の区画は、空洞の壁を定める。

本発明の実施態様によれば、第１及び第２の区画は、互いに平行に配置されるプレートである。取り付けられるべき物体は、第１のプレートの側面及び第２のプレートの側面と接触することが意図される。スライドは、プレートの平面に対して垂直な方向に動くように配置される。好ましくは、第１及び第２のプレートは長方形である。第１及び第２のプレートの厚さは、例えば、３ｍｍ未満、３〜１０ｍｍ、１０〜１００ｍｍ又は１００〜５００ｍｍであり得る。物体と接触することが意図される第１及び第２のプレートの側面は、直線であり得るし、曲線であり得るし、傾斜させられ得る。好ましくは、物体と接触することが意図される第１及び第２のプレートの側面は、物体の形状に対応するような形状とされる。

本発明の実施態様によれば、第３の区画は、第１の区画と第２の区画との間に取り付けられる複数の接続部材を含む。接続部材の数は、用途に依存して異なり得る。第１及び第２の区画がプレートである場合、接続部材は、好ましくは、第１及び第２のプレートの各隅に取り付けられ、それにより、第１及び第２のプレートが長方形であるならば、本体は４つの接続部材を含む。好ましくは、接続部材は、ロッド又はバーであり、その第１の端が第１の区画に取り付けられ、その第２の端が第２の区画に取り付けられる。接続部材を、樹脂、真鍮若しくはアルミニウムのような常磁性材料、又は耐酸性鋼若しくはステンレス鋼のような反磁性材料で作製し得る。

本発明の実施態様によれば、空洞は、第１の区画、第２の区画、及び第３の区画によって定められる。空洞は、例えば、円筒形であり得る。第３の区画は、空洞の壁を定める円筒形の貫通孔を含み得る。

本発明の実施態様によれば、孔の第２の端は、本体の第４の区画によって閉塞される。第４の区画は、第１の区画に取り付けられ、それは、孔の第２の端が開口する空洞を定めてよい。第４の区画を磁石又は非磁性材料で作製し得る。第４の区画を第１の区画と同じ材料で作製し得る。第１の区画及び第４の区画は、一体的な構造を形成してよい。機械加工によって一片の磁性材料からこの構造を製造し得る。

本発明の実施態様によれば、磁石は、スライドを移動させるために、媒体を移動させて本体に出し入れする手段を含む。スライドは、気体又は液体であり得る媒体を孔及び空洞に出し入れすることによって、本体に対して移動させられる。媒体を空洞に入れ、孔から出すことによって、スライドを第１の位置に向かって移動させ得る。媒体を孔に入れ、空洞から出すことによって、スライドを第２の位置に向かって移動させ得る。磁石の保持力は、スライドの位置に依存する。スライドを第１の位置と第２の位置との間のあらゆる位置に位置付け得るので、磁石の保持力を無段階に調節し得る。磁石は、保持力を一定に維持するために、極めて少ないエネルギを消費する。保持力は、スライドが第１の位置にあるときに、その最小にあり、スライドが第２の位置にあるときに、その最大にある。

媒体を空洞から孔に及びその逆に移動させ得るよう、媒体を移動させる手段を通じて空洞及び孔を互いに接続し得る。代替的に、空洞及び孔内の媒体を別個に制御するよう、媒体を移動させる手段を構成し得る。この場合、媒体を移動させる手段は、本体から出された媒体を収容するために、空洞及び孔の両方のための容器を含み得る。

本発明の実施態様によれば、媒体を移動させて本体に出し入れする手段は、本体に統合される第１の導管及び第２の導管を含み、第１の導管の第１の端が空洞と連通し、第２の導管の第１の端が孔と連通する。媒体を、それぞれ第１の導管及び第２の導管を通じて移動させて、空洞及び孔に出し入れし得る。好ましくは、第１の導管の第１の端は、空洞の底に配置され、第２の導管の第１の端は、孔の第２の端に配置される。空洞から出された媒体を孔に入れるよう並びに孔から出された媒体を空洞に入れるよう、導管の第２の端は互いに連通してよい。磁石は、複数の第１及び第２の導管を含んでよい。第１及び第２の導管の数は、例えば、２〜４個、５〜１０個又は１０〜３０個であり得る。

本発明の実施態様によれば、第１の導管の第２の端及び第２の導管の第２の端は、磁石の外側に開口する。よって、第１及び第２の導管は、本体を通じて延びる。

本発明の実施態様によれば、媒体を移動させて本体に出し入れする手段は、第１の導管の第２の端及び第２の導管の第２の端に連結される空圧又は液圧システムを含む。

本発明の実施態様によれば、媒体を移動させて本体に出し入れする手段は、第１の導管の第２の端及び第２の導管の第２の端に連結されるポンプを含む。媒体を空洞から孔に並びにその逆に移動させ得るよう、ポンプは媒体を２つの方向に移動させるように構成され得る。媒体を移動させて本体に出し入れする手段は、２つのポンプを含んでよく、第１のポンプは、第１の導管の第２の端に連結され、第２のポンプは、第２の導管の第２の端に連結される。媒体の種類に依存して、ポンプは、ピストンポンプ、スクリューポンプ又はギアポンプのような、液圧ポンプ又は空圧ポンプであり得る。媒体を移動させて本体に出し入れするために、導管の第２の端に連結される既存の液圧又は空圧システムを用いることも可能である。

本発明の実施態様によれば、媒体を移動させて本体に出し入れする手段は、ポンプと第１の導管の第２の端との間に連結される第１のパイプと、ポンプと第２の導管の第２の端との間に連結される第２のパイプとを含む。

本発明の実施態様によれば、磁石は、気体又は液体である媒体を含む。磁石のための適切な気体は、例えば、空気である。磁石のための適切な液体は、例えば、油及び水である。好ましくは、用いられる液体は、潤滑剤としても機能して、スライドと孔の壁との間の摩擦を減少させる。

本発明の実施態様によれば、第１の区画における磁束密度を測定するように構成される磁束センサと、測定される磁束密度に基づきスライドの位置を決定する手段とを含む。磁束センサによって、磁束密度に応じてその出力電圧及び／又は出力電流が異なる変換器（トランスデューサ）が意図される。第１の区画における磁束の経路はスライドの位置に依存するので、磁束センサの出力電圧及び／又は出力電流からスライドの位置を決定し得る。スライドの位置を決定する手段は、例えば、磁束センサの出力電圧及び／又は出力電流への応答として、スライドが第１の位置にあるか或いは第２の位置にあるかを識別する出力信号を提供する、比較器回路を含んでよい。磁束センサは、スライドの位置を直接的にバイナリ出力（二進出力）として示すように構成されてもよい。磁束センサは、物体が磁石に付着されているか否かを検出するために用いられてもよい。磁束センサを、例えば、第１の区画の内側に配置し得るし、或いは、第１の区画の表面に取付け得る。

磁石は、異なる空間的な場所及び／又は方向において磁束密度を測定するように構成される、複数の磁束センサを含んでよい。磁束センサは、例えば、直交方向及び／又は反対方向において磁束密度を測定するように構成され得る。磁束センサの数は、例えば、２個、３個、又は３個よりも多くであり得る。

本発明の実施態様によれば、磁束センサは、以下、即ち、ホールセンサ、ＡＭＲ磁気計、ＭＥＭＳセンサ又はリード継電器のうちの１つである。

本発明の実施態様によれば、スライドは、第２の区画にあるボアに延びる案内ロッドを含む。孔の長手方向に延びる案内ロッドは、スライドを部分的に又は完全に通じて延びるように構成されてよい。案内ロッドは、好ましくは、案内ロッドの部分が常時ボア内に留まるような方法において寸法取られる。案内ロッドの目的は、孔の長手方向以外の方向におけるスライドの動きを減少させることである。案内ロッドは、樹脂、真鍮若しくはアルミニウムのような常磁性材料、又は耐酸性鋼若しくはステンレス鋼のような反磁性材料であり得る、非磁性材料で作製される。

本発明の実施態様によれば、磁石は、本体に取り付けられるコイルを含み、コイルは、該コイルに供給される電流の方向に依存して、スライドを第１の位置又は第２の位置に向かって移動させる磁力を生成するように構成される。スライドが第２の位置にあるときに、コイルが少なくとも部分的にスライドを取り囲む方法において、コイルを第３の区画の内側に配置し得る。特定の持続時間、大きさ及び極性を有する電流パルスで、スライドの位置を変更し得る。スライドを第１の位置から第２の位置に並びにその逆に動かすのに必要とされる電流パルスの持続時間及び大きさは、磁石の構造及び大きさに大いに依存する。電流パルスの極性は、スライドを移動させる必要のある方向に依存する。典型的に、電流パルスの持続時間は、３０〜３００ｍｓである。コイルは、コイルに供給される電流の方向に依存して磁石の保持力を増大させ或いは減少させるために用いられてもよい。好ましくは、コイルは磁石の保持力を調節するために用いられる。

本発明の実施態様によれば、磁石は、コイルに電流を供給する手段を含む。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電池（バッテリ）を含んでよい。制御ユニットは、コイルに供給される電流の量及び方向を制御するように構成される。制御ユニットは、磁石を用いるための１つ若しくはそれよりも多くの操作スイッチ、及び／又はリモートコントローラから制御命令を受信する無線受信器を含んでよい。制御ユニットは、磁石の状態を表示する１つ若しくはそれよりも多くのインジケータ光、及び／又はリモートコントローラに状態情報を送信する無線送信機を含んでもよい。

本発明の実施態様によれば、磁石は、スライドの周りに装着される或いは孔の壁に取り付けられる封止リングを含む。好ましくは、封止リングは、第１の極部品の周りに装着される。封止リングは、本体の内側に形成される気密な空間を２つの部分に分割し、媒体が前記部分の間を流れるのを防止する。封止リングは、十分な圧力差を創るのを容易にし、スライドを効率的に動かすのを可能にする。封止リングを、例えば、シリコーン、エチレン−プロピレン、ポリウレタン、ニトリル−ブタジエンゴム若しくはアセタールプラスチック、又はそれらの化合物で作製し得る。

本発明の実施態様によれば、封止リングは、第１の極部品の溝に取り付けられる。封止リングは、封止リングがスライドの全ての位置において孔の内側に留まるような位置において、第１の極部品に取り付けられる。

本発明の実施態様によれば、スライドは、封止リングを所定の場所に保持するために第１の極部品の上に取り付けられるキャップを含む。キャップは、封止リングを装着する溝を含んでよい。溝は、好ましくは、第１の極部品の近くに配置される。溝は、キャップと第１の極部品との間に配置されてよい。キャップを磁性材料又は非磁性材料で作製し得る。

本発明の実施態様によれば、スライドは、スライドの長手方向に延びる溝を含む。

本発明に従った磁石の利点は、スライドの移動の長さが小さいので、磁石を低くし得ることである。

本発明に従った磁石の他の利点は、スライドがその２つの位置のいずれかにあるときに、磁石がエネルギを消費しないことである。その上、磁石は、スライドをその２つの位置のいずれかに維持するための如何なる複雑な構造をも有さない。事実、スライドは、永久磁石によってもたらされる磁場の助けを得て、その２つの位置の両方で所定の場所に留まる。磁石の他の利点は、磁性状態を容易に変更し得ることである。磁石の更に他の利点は、磁石を極めて頑強且つ信頼性のあるものにする、その単純な構造である。磁石の更に他の利点は、それが小さな大きさで大きな保持力をもたらすことである。

本発明に従った磁石の更に他の利点は、磁性回路はスライドの第１の位置で閉じられるので、永久磁石の減磁(demagnetization)を大いに減少させ得ることである。磁石の更に他の利点は、磁石がＯＦＦ状態にあるときに、その保持力が最小であることである。

この本文中に提示した本発明の例示的な実施態様は、付属の特許請求の範囲の適用可能性(applicability)に対する限定を提示するものと解釈されてならない。「含む」という動詞は、この本文では、引用されていない構成の存在を排除しない開放型の限定として用いられている。従属請求項において引用される構成は、他のことが明示的に述べられていない限り、相互に自由に組み合わせ可能である。

本発明の第１の実施態様に従った磁石の断面図を例示している。スライドが第１の位置にあるときに図１の磁石によって生成される磁場を例示している。スライドが第２の位置にあるときに図１の磁石によって生成される磁場を例示している。本発明の第２の実施態様に従った磁石の断面図を例示している。スライドが第１の位置にあるときに図４の磁石によって生成される磁場を例示している。スライドが第２の位置にあるときに図４の磁石によって生成される磁場を例示している。

同じ参照符号は、異なる実施態様における同一の又は類似のコンポーネント（構成部品）に用いられている。

図１は、本発明の第１の実施態様に従った磁石の断面図を例示している。磁石は、本体１０１と、第１の位置と第２の位置との間で本体１０１に対して移動可能に構成されるスライド１０２とを含む。磁石は、その一端に取付け表面１０３を含み、取付け表面１０３は、取り付けられるべき物体（図１には示されていない）と接触して配置されることが意図される、

本体１０１は、取り付けられるべき物体に磁束を伝えるために磁性材料で作製される第１の区画１０４及び第２の区画１０５を含む。第１の区画１０４及び第２の区画１０５は、本体１０１の第３の区画１０６と共に取り付けられ、第３の区画１０６は、非磁性材料で作製される。第３の区画１０６は、リング形状の区画であり、その内側には円筒形の第２の区画１０５が取り付けられる。

スライド１０２は、永久磁石１０７と、永久磁石の反対の磁極表面に取り付けられる、第１及び第２の円筒形の極部品１０８，１０９(pole piece)とを含む。スライド１０２は、第１の極部品１０８の溝内に取り付けられる封止リング１１０も含む。

第１の区画１０４は、その第１の端で本体１０１の空洞１１２に開口する円筒形の孔１１１を含み、空洞１１２は、第１の区画１０４、第２の区画１０５、及び第３の区画１０６によって定められる。円筒形の孔１１１の第２の端が、本体１０１の第４の区画１１３によって閉塞されており、第４の区画１１３は、非磁性材料で作製される。

スライド１０２は、第１の極部品１０８の部分が常に孔１１１の内側に留まるような方法において、孔１１１内に移動可能に配置され、その部分には、封止リング１１０が取り付けられている。第２の極部品１０９は、空洞１１２の底に向かって方向付けられており、底は第２の区画１０５によって部分的に定められている。第２の極部品１０９の直径は、孔１１１の直径よりも大きい。スライド１０２の動きは、スライド１０２の第１の位置で、第２の極部品１０９が第１の区画１０４と係合し、スライド１０２の第２の位置で、第２の極部品１０９が第２の区画１０５と係合するような方法において、第１の区画１０４及び第２の区画１０５によって機械的に制約される。

スライド１０２は、孔１１１及び空洞１１２に液体を出し入れすることによって本体１０１に対して移動させられる。液体が空洞１１２内に供給され、孔１１１から排出されるとき、スライド１０２は、第１の位置に向かって動く。液体が孔１１１に供給され、空洞１１２から排出されるとき、スライド１０２は、第２の位置に向かって動く。

液体は、第１のパイプ１１５及び第２のパイプ１１６を介して、本体１０１に統合される第１の導管１１７及び第２の導管１１８に連結される、液圧システム１１４を用いて、孔１１１及び空洞１１２から出し入れされる。第１の導管１１７の第１の端は、孔１１１の第２の端を閉塞する第４の区画１１３を通じて、孔１１１と連通するように構成される。第２の導管１１８の第１の端は、空洞１１２の壁を通じて空洞１１２と連通するように構成される。スライド１０２の位置は、孔１１１に近接して第１の区画１０４の内側に配置される磁束センサ１１９を用いて決定される。

図２は、スライド１０２が第１の位置にあるときに、図１の磁石によって生成される、磁場を例示している。この位置で、第１の極部品１０８及び永久磁石１０７は、孔１１１の内側に配置され、第２の極部品１０９は、空洞１１２の内側に配置され、第１の区画１０４と接触する。具体的には、永久磁石１０７によって生成される（磁場線で例示される）磁束の全ては、孔１１１を取り囲む第１の区画１０４の部分を通じて並びに第２の極部品１０９と接触する第１の区画１０４の部分を通じて、第１の極部品１０８から第２の極部品１０９に進む。よって、第１の区画１０４は、永久磁石１０７によって生成される磁束を短絡させる。この結果、磁石の保持力は極めて小さく、従って、磁石は金属シート２０１に付着し得ない。

図３は、スライド１０２が第２の位置にあるときに、図１の磁石によって生成される、磁場を例示している。この位置で、第２の極部品１０９は、第２の区画１０５と接触しており、第１の極部品１０８の部分のみが孔１１１の内側に配置され、それにより、永久磁石１０７によって生成される（磁場線で例示される）磁束の本質的に全ては、第１の極部品１０８から第１の区画１０４を通じて金属シート２０１に進み、そこから第２の区画１０５を通じて第２の極部品１０９に進む。この結果、磁石の保持力は大きく、従って、磁石は金属シート２０１にしっかりと付着させられる。

図４は、本発明の第２の実施態様に従った磁石の断面図を例示している。磁石は、第１の位置と第２の位置との間で本体１０１に対して移動可能であるように構成される、スライド１０２を含む。磁石は、スライド１０２が第１の位置にあるときにＯＦＦ状態にあり、スライド１０２が第２の位置にあるときにＯＮ状態にある。図４は、ＯＮ状態にある磁石を示している。

スライド１０２は、永久磁石１０７と、永久磁石１０７の対向する磁極表面に取り付けられる第１及び第２の円筒形の極部品１０８，１０９とを含む。スライド１０２は、第１の極部品１０８の周りに取り付けられる封止リング１０も含む。本体１０１は、磁性材料で作製され、非磁性材料で作製される第３の区画１０６に取り付けられる、第１の区画１０４及び第２の区画１０５を含む。（図４に示されていない）取り付けられるべき物体は、第１の区画１０４及び第２の区画１０５の底側と接触することが意図されている。

第１の区画１０４は、その第１の端で、第１の区画１０４、第２の区画１０５、及び第３の区画１０６によって定められる空洞１１２内に開口する、円筒形の孔１１１を含む。孔の第２の端が、第１の区画１０４によって閉塞される。スライド１０２は、第１の極部品１０８の部分が孔１１の内側に常に留まるような方法において、孔１１１内に移動可能に配置される。封止リング１１０は、孔１１１の内側に常に留まる部分に取り付けられる。第２の極部品１０９は、空洞１１２の底に向かって方向付けられ、底は第２の区画１０５によって定められる。第２の極部品１０９の直径は、孔１１１の直径よりも大きいので、第２の極部品１０９は、孔１１１に入り得ない。スライド１０２の動きは、スライド１０２の第１の位置で、第２の極部品１０９が第１の区画１０４と係合させられ、スライド１０２の第２の位置で、第２の極部品１０９が第２の区画１０５と係合させられるような方法において、第１の区画１０４及び第２の区画１０５によって機械的に制約される。スライド１０２が第１の位置にあるときに、第１の極部品１０８及び永久磁石１０７は孔１１１の内側に配置される。スライド１０２が第２の位置にあるときに、第１の極部品１０８の部分のみが孔１１１の内側に配置される。

スライド１０２は、空洞１１２及び孔１１１によって形成される気密な空間に空気の出し入れすることによって、本体１０１に対して移動させられる。空気が孔１１１に供給され、空洞１１２から排出されるとき、スライド１０２は第２の位置に向かって動く。空気が空洞１１２に供給され、孔１１１から排出されるとき、スライド１０２は第１の位置に向かって動く。

空気は、第１のパイプ１１５及び第２のパイプ１１６を介して、本体１０１内に統合される第１の導管１１７及び第２の導管１１８に連結される、空圧システム４０１を用いて、孔１１１及び空洞１１２に出し入れされる。第１の導管１１７の第１の端は、孔１１１の第２の端を通じて孔１１１と連通するように構成される。第２の導管１１８の第１の端は、スライド１０２が第２の位置にあるときに、スライド１０２と接触する第２の区画１０５の部分を通じて空洞１１２と連通するように、構成される。

図５は、スライド１０２が第１の位置にあるときに、図４の磁石によって生成される、磁場を例示している。磁場は、磁場線によって表されている。スライド１０２の第１の位置で、第１の極部品１０８及び永久磁石１０７は、孔１１１の内側に配置され、第２の極部品１０９は、空洞１１２の内側に配置され、第１の区画１０４と接触する。永久磁石１０７によって生成される磁束は、孔１１１を取り囲む第１の区画１０４の部分を通じて並びに第２の極部品１０９と接触する第１の区画１０４の部分を通じて、第１の極部品１０８から第２の極部品１０９に進む。永久磁石１０７によって生成される磁束は第１の区画１０４によって短絡させられるので、磁石の保持力は無視してよく、従って、磁石は金属シート２０１に付着し得ない。

図６は、スライド１０２が第２の位置にあるときに、図４の磁石によって生成される、磁場を例示している。磁場は、磁場線によって表されている。スライド１０２の第２の位置で、第２の極部品１０９は第２の区画１０５と接触し、第１の極部品１０８の部分のみが孔１１１の内側に配置され、それにより、永久磁石１０７によって生成される磁束の本質的に全ては、第１の極部品１０８から第１の区画１０４を通じて金属シート２０１に進み、そこから第２の区画１０５を通じて第２の極部品１０９に進む。第１の区画１０４及び第２の区画１０５の両方と接触するように配置される金属シート２０１は、磁性回路を閉じる。よって、磁石は、金属シート２０１に付着させられる。

本発明の有利な例示的な実施態様のみが図面に記載されている。本発明が上に提示した実施例のみに限定されず、本発明は以下に提示される特許請求の範囲の限界内で異なってよいことが、当業者に明らかである。本発明の幾つかの可能な実施態様は従属請求項に記載されており、それらはそのような本発明の保護の範囲を限定するものと考えられてならない。

Claims

− 本体と、
− スライドとを含み、
前記本体は、取り付けられるべき物体に磁束を方向付けるために磁性材料で作製される第１の区画及び第２の区画を含み、該第１の区画及び該第２の区画は分離され、前記本体の第３の区画に取り付けられ、該第３の区画は、非磁性材料で作製され、
前記スライドは、永久磁石と、該永久磁石の対向する磁極表面に取り付けられる第１の極部品及び第２の極部品とを含み、前記スライドは、前記永久磁石によって生成される磁束の経路を変更するために、第１の位置と第２の位置との間で前記本体に対して移動可能であるよう構成される、
磁石であって、
− 前記第１の区画は、その第１の端で前記本体の空洞に開口する孔を含み、前記空洞の底は、前記第２の区画によって少なくとも部分的に定められ、前記孔には、前記第１の極部品の少なくとも部分が前記孔の内側に留まり、前記第２の極部品が前記空洞の底に向かって方向付けられるよう、前記スライドが移動可能に配置され、
前記スライドの動きは、前記スライドの前記第１の位置で、前記第２の極部品が前記第１の区画と接触し、前記スライドの前記第２の位置で、前記第２の極部品が前記第２の区画と接触するような方法において、前記第１の区画及び前記第２の区画によって制限されることを特徴とする、
磁石。
前記第２の極部品の直径は、前記孔の直径よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の磁石。
前記孔及び前記第１の極部品は、円筒形であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の磁石。
前記第２の極部品は、円筒形であることを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の磁石。
前記空洞は、円筒形であることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の磁石。
前記スライドの高さは、前記孔の高さよりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の磁石。
前記第１の区画は、前記空洞の壁を定めることを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の磁石。
前記第３の区画は、前記第１の区画の内側に取り付けられる中空のシリンダであり、前記第２の区画は、前記第３の区画の内側に取り付けられることを特徴とする、請求項７に記載の磁石。
前記第３の区画は、前記空洞の壁を定めることを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の磁石。
前記孔の第２の端が、前記本体の第４の区画によって閉塞されることを特徴とする、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の磁石。
当該磁石は、前記スライドを移動させるために、媒体を移動させて前記本体に出し入れする手段を含むことを特徴とする、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の磁石。
当該磁石は、前記本体に取り付けられるコイルを含み、該コイルは、該コイルに供給される電流の方向に依存して、前記スライドを前記第１の位置又は前記第２の位置に向かって移動させる磁力を生成するように構成されることを特徴とする、請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載の磁石。
当該磁石は、前記スライドの周りに装着される或いは前記孔の壁に取り付けられる封止リングを含むことを特徴とする、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の磁石。
前記封止リングは、前記第１の極部品の溝に取り付けられることを特徴とする、請求項１３に記載の磁石。
前記スライドは、前記封止リングを所定の場所に保持するために前記第１の極部品の上に取り付けられるキャップを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の磁石。