JP6683616B2 - 磁石及び作動装置 - Google Patents

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、こんもため、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ほ殆ど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、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、磁石が電気エネルギーを消費しない２つの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、少ない電気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。

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。

上述の目的を実現するため、本発明による磁石は、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。

本発明による代表的な磁石は、第１及び第２セクションを有する本体と、本体に対し、第１位置と第２位置との間で移動できるように配置されたスライドを有し、前記スライドは、永久磁石と、前記永久磁石の対向する磁極面に取り付けられる第１及び第２磁極片を有する。

本発明の代表的な磁石によると、第１セクションは本体の第１キャビティ内に開口する孔を有し、前記第１キャビティの底部は第２セクションによって少なくとも部分的に区画され、第２磁極片が前記第１キャビティの底部に向けられるようにして前記孔内にはスライドが移動可能に設けられ、前記スライドの第１位置において、永久磁石によって発生される磁束が前記第１セクションによって短絡され、前記スライドの第２位置おいては、永久磁石によって発生される磁束は第１セクション及び第２セクションを通して向けられる。

本発明による磁石は、双−安定磁石で、その磁性状態は、スライドを２つの安定位置、即ち、第１位置及び第２位置に動かすことにより変えることができる。第１及び第２位置は、スライドを他の位置に動かす力により作動させられるまでスライドがとどまる位置である。スライドの第１位置においては、永久磁石によって発生される磁束は、第１セクションにより短絡される。このことは、磁束は一方の磁極片から他方の磁極片へ主として孔を取り囲む第１セクションの部分を通して流れることを意味する。第１位置においては、永久磁石は、永久磁石、少なくとも第１磁極片の一部及び少なくとも第２磁極片の一部が孔の内部に位置する。スライドの第１位置は、永久磁石の磁力が、永久磁石が孔の内部にあるとき、スライドを能動的に案内することに対し平衡な位置である。

もし、スライドが第１位置からどちらかの方向に動かされたとき、永久磁石は動かす力に対向して対向力を生成し、スライドを第１位置に引き戻そうとする。スライドの第１位置においては、磁束は、主として、一方の磁極片から第１セクションへ、第１セクションから他方の磁極片へ、必然的に孔の壁に対して直交する方向に向けられる。

スライドの第２位置においては、永久磁石から発生する磁束は第１及び第２セクションを通して向けられる。もし、第１及び第２セクションが互いに直接に、或いは強磁性材料で造られる連結部材を介して接続されていると、磁束は第１及び第２セクション間に流れることができる。もし、第１及び第２セクションが、それらが互いに接触していないうような方法で分離されていると、強磁性材料で造られている対象物は、第１及び第２セクションの間の磁気回路を効果的に閉じる必要がある。そのような対象物は、例えば、持ち上げられるべき対象物である。対象物が磁石に付着される結果として、磁束は対象物を通して流れる。第２位置において、第２磁極片は孔の外部にあり、第１磁極片の少なくとも一部は孔の内部にある。好ましくは、永久磁石は孔の外部にある。第２位置において、磁束は、主として、孔の壁に必然的に直交する方向に第１磁極片と第１セクションを通して向けられ、また、第２磁極片と第１キャビティの底部の間を底部壁に必然的に直交する方向に向けられる。第２磁極片へ或いは第２磁極片からの磁束の方向は、したがって、スライドの第１位置と第２位置の間で、約９０°回転される。スライドの第２位置において、第２磁極片と第２セクションの間の距離は、好ましくは、５mm未満、１mm未満、又は０．１mm未満である。好ましくは、スライドの第２位置において、第２磁極片は第１キャビティの底部に接触し、更に好ましくは、スライドの第２位置においては、第２磁極片は、第１キャビティの底部の少なくとも一部を画成する第２セクションの部分に接触する。

適用例によっては、本体は、第１及び第２セクションが互いに直接に接続しているか、或いは、１又は複数の部材又はセクションによって分離して接続されるような方法えｄ造られる。もし、第１及び第２セクションが分離していると、磁石は対象物に付着するための磁石として使用することができ、これにより、第１セクションと第２セクションに同時に接触する対象物は、スライドが第２位置にあるとき、磁気回路を閉じる。第１及び第２セクションが直接に接触されており、磁束が一方のセクションから他方のセクションに流れると、磁石はソレノイド作動装置として使用することができる。好ましくは、第１及び第２セクションは互いに不動の状態で設けられる。

第１及び第２セクションは１又は複数の部材で形成することができる。本体の第１及び第２セクションは、磁束を伝達するの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、コバルト或いは他の合金のような強磁性材料である。

スライドは第１セクションの孔内に移動可能に設けられ、このことはスライドの少なくとも一部は常に孔の内部にあることを意味する。スライドは、孔の長手軸方向に移動可能である。スライドは第１位置と第２位置の間をリニアに移動可能なように設けられる。スライドは、第１位置に向けて移動するときは第１方向に動かされ、第２位置に向けて移動するときは、第２方向い動かされる。スライドは、例えば、スライドに取り付けられたハンドルにより、或いは適宜の駆動手段の支援により、第１及び第２位置の間でマニュアルにより動かすように設計することができる。

スライドは、永久磁石が第１及び第２磁極片の間に設けられた、サンドイッチ構造を持つ。第１及び第２磁極片は永久磁石の異なる磁極へ取り付けられ、磁性材料で造られ、これにより、永久磁石によって発生する磁束はそれらを通して伝達される。第１及び第２磁極片の磁性材料は、好ましくは鉄である強磁性材料である。永久磁石は、例えば、ネオジウム磁石、アルニコ磁石、又はサマリウム−コバルト磁石である。

第１及び第２磁極片は、例えば、円盤状であり、同じ直径を持つ。永久磁石は、例えば、円盤状であり、第１及び第２磁極片と同じか、或いはより小さい直径を持つ。

本発明の１実施例によると、永久磁石の厚さは、第１磁極片の厚さと第２磁極片の厚さより小さい。磁極片の厚さをより厚くすることは磁束が飽和することを防ぐ。

永久磁石は、１又は複数の層で配置される１又は複数の磁石片でつくることができる。永久磁石は、例えば、セクター片の同じ磁極が永久磁石の同じ側に配置されるようにして１又は複数の層に配置されるセクター片で形成することができる。セクター片の数は、例えば、２，３，４−６，或いは７−１０とすることができる。それとは別に、永久磁石は、互いに上下に配置される磁石片で形成することができる。磁石片は、強磁性体ディスクが磁石片の間に配置され、磁石片の異なる磁極が互いに対面するようにして、互いに上下に配置することができる。

好ましくは、スライドは円筒状であり、同じく円筒状である孔の内部で移動可能に設けられる。しかしながら、スライドと孔は、長方形のような他の形状でもよい。好ましくは、スライドの直径は、孔の直径より僅かに小さく、これにより、孔の壁は、スライドが２つの位置の間を動くとき、スライドを効果的に支持する。孔の直径は、例えば、１０mm、１０−５０mm、５０−２００mm、或いは２００−５００mmより小さい。スライドの直径は、例えば、２mmより小さく、１mmより小さく、０．５mmより小さく、０．１mmより小さく、或いは孔の直径より０．００５−０．５mmだけ小さくすることができる。

本発明の１実施例によると、スライドの厚さは孔の深さより大きい。この利点は、スライドが第１位置に迅速に且つ確実に収まることである。スライドの厚さは、例えば、３mmより小さい、３−５mm、５−１０mm、１０−１００mm又は１００−５００mmである。

適用例によっては、本体のキャビティは種々の形状を持つ。好ましくは、第１キャビティは、円筒状であり、その直径は少なくとも孔の直径に等しい。第１キャビティの底部は、第２セクションによって、少なくとも部分的に或いは全体により画成され、第１キャビティの壁は、第１セクションにより或いは他のセクションにより、部分的或いは全体が画成される。第１キャビティの壁が第１セクションにより部分的に或いは全体が画成されるとき、第１キャビティの直径は、孔の直径より大きい。好ましくは、第１キャビティの深さは、スライドの厚みより小さく、これにより、スライドは、第２位置においては、第１キャビティの底部から孔の内部に延びる。

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、電気エネルギーを消費しないことである。また、磁石は、スライドを第１及び第２位置で保持するために複雑な構造を必要としない。事実、スライドは、永久磁石によって発生する磁界の支援により２つの両方の位置において静止してとどまる。磁石の他の有利な点は、その磁気状態を容易に変えることができる点である。更なる他の有利な点は、磁石を非常に強固で信頼性高いものとする簡単な構造にある。磁石の更なる有利な点は、スライドの第１位置において、また、対象物が磁石に付着するときのスライドの第２位置において、磁気回路が閉じられるため、永久磁石の消磁が殆ど妨げられる点である。磁石の更なる他の有利な点は、磁石がOFF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点である。

本発明の１実施例によると、第１及び第２セクションは本体の非磁性材料である第３セクションと共に取り付けられる。第１及び第２セクションは第３セクションによって分離される。第１及び第２セクションは互いに直接に接触してなく、これにより、第１及び第２セクションの間を直接に流れる磁束は阻止される。第１及び第２セクションの間の磁束の流れを達成するためには、スライドは第２位置になければならず、磁気回路は、第１及び第２セクションの両方に接触している対象物によって閉じられなければならない。磁石は付着面を有し、この付着面は付着されるべき対象物に接触するように設けられることを意図するものである。磁石の付着面は、好ましくは平坦であるが、適用例によっては、他の形態をとることができる。第３セクションの非磁性材料は、樹脂、真鍮又はアルミニウムのような常磁性材料、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とすることができる。

磁石は対象物を動かすために適しており、したがって、持ち上げ磁石として使用できる。磁石は、以下のように、対象物をある位置から他の位置へ移動するために使用できる。先ず、第１及び第２セクションが対象物に接触するようにして、付着面が対象物に接触するように配置される。次に、スライドが第２位置へ動かされ、その結果、磁石は対象物に付着される。次に、対象物は磁石と共に所定の位置へ移動され、磁石は、スライドを第１位置へ動かすことにより対象物から離される。

本発明の１実施例によると、第３セクションは第１キャビティの壁を画成する。この場合、磁石の本体は以下のように製造される。先ず、円形溝が磁性材料の円形ブロックの第２端部に加工され、この円形溝は第２端部から第１端部に向けてのびる。次に、円形溝に非磁性液体材料を充填し、この材料は固形状態に硬化される。最後に、円形溝と同心の穴が第１端部から第２端部に向けて切削される。この穴の直径は少なくとも内径であり、円形溝の外径より小さい。穴の深さと円形溝の深さの合計は円形ブロックの厚さより大きい。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、外側が第１セクションに対応し、中間部分が第３セクションに対応する。

本発明の１実施例によると、第１及び第２セクションは磁性材料で造られる連結部材により連結される。連結部材は、第１及び第２セクションに連結された部分と別の部分とすることができる。それとは別に、連結部材は本体と一体化した部分或いはセクションとすることがｄきる。一体化した部分或いはセクションは、例えば、第１及び第２セクションが機械加工されるときに形成される支持部とすることができる。連結部材は本体の第３セクションと共に適用されるのが好ましい。その理由は、連結部材は第１及び第２セクションの間に連結され、スライドが第２位置にあるとき、磁束の一部は連結部材を通して流れるからである。したがって、連結部材は、磁石が対象物に付着していなとき、スライドが第２位置にとどまることを可能にする。それは、また、非常に薄い対象物に磁石が付着されるとき、スライドが第２位置にとどまることを確実にする。連結部材の磁性材料は、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。

本発明の１実施例によると、第１及び第２セクションは一体の部分を形成する。このことは、第１及び第２セクションが互いに直接に接触しており、これにより、付着される対象物が無い状態において、磁束が一方のセクションから他方のセクションに直接に流れることを意味する。この場合、磁石は、ソレノイド作動装置として使用されることを意図されるものであり、磁石の本体は、例えば、以下のようにして製造される。先ず、磁性材料の円形ブロックに第１端部から第２端部に向けて穴が機械加工により開けられ、次に、穴の直径が機械加工により底部において増加される。穴の上部は孔に対応し、下部は第１キャビティに対応する。

本発明の１実施例によると、磁石は本体に取り付けられるコイルを有し、このコイルは、コイルに供給される電流の方向により、スライドを第１又は第２位置へ向けて動かすための磁力を発生するように設けられる。コイル、即ち電磁コイルは、第１又は第２セクションに取り付けられることができ、或いは、好ましくは、スライドが第２位置にあるとき、コイルがスライドを少なくとも部分的に囲むようにして第３セクションの内部に設けることができる。コイルは、また、磁石の保持力を変えるために使用することができる。スライドが第２位置にあるとき、磁石の保持力を、コイルに適切な方向の電流を供給することにより、増加又は減少することができる。

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ための手段を有する。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を有することができる。制御ユニットは、コイルに供給する電流の量と方向を制御するように構成される。制御ユニットは、磁石を使用するための１又は複数の作動スイッチ、及び/又は遠隔制御装置から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。制御ユニットは、また、磁石の状態を示すための１又は複数の指示ライト、及び/又は遠隔制御装置に状態情報を伝達するための無線送信器を有することができる。

磁石の状態、即ちスライドの位置は、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。磁石の状態を変えるため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及び付着されるべき対象物の磁気的特性にに大きく依存する。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。

本発明の１実施例によると、第２キャビティが本体に形成されるように本体は第１セクションに取り付けられる第４セクションを有し、第２キャビティは孔を介して第１キャビティに相互に連通している。第４セクションはスライドを保護するカバーとして機能する。好ましくは、第４セクションは、非磁性材料で造られ、スライドがそれに付着しないようにしている。第４セクションの非磁性材料は、アルミニウム又はプラスチックのような常磁性材料、又は耐酸性スチールのような反磁性材料とすることができる。

本発明の１実施例によると、第１セクションは本体の第２キャビティを画成し、第２キャビティは孔を通して第１キャビティに連通している。

本発明の１実施例によると、第１及び第１キャビティは媒体を含み、磁石は、前記媒体を第１及び第２キャビティの間で搬送するための第１通路を有し、第１通路の第１端部は第１キャビティと連通し、第１通路の第２端部は第２キャビティと連通するように設けられる。第１通路は本体に一体化されるか、或いはスライドと孔との間のギャップとすることができる。好ましくは、第１通路の第１端部は、第１キャビティの底部に設けられ、第１通路の第２端部は第２キャビティの底部に設けられる。

第１通路の目的は、スライドが一方の位置から他方の位置へ動かされるとき、媒体を第１及び第２キャビティの間で流すことを可能にすることである。第１通路の利点は、スライドの動きを安定させることである。磁石は１又は複数の第１通路を有することができる。第１通路の数は、例えば、１，２−４，５−１０又は１０−３０である。第１端部と第２端部における第１通路の直径は０．１−３mm、３−１０mm又は１０−５０mmである。

本発明の１実施例によると、第１及び第２キャビティは媒体を含み、本体は前記媒体を前記第第１キャビティの内外へ搬出するための第２通路及び媒体を前記第２キャビティの内外へ搬出するための第３通路を有し、前記第２通路の第１端部は前記第１キャビティに連通し、前記第３通路の第１端部は前記第２キャビティに連通している。媒体は前記第１キャビティ及び第２キャビティの内外へ、それぞれ前記第２通路及び前記第３通路を通して搬送される。好ましくは、前記第び第２通路の第１端部は、前記第１キャビティの底部に対して設けられ、前記第３通路の第１端部は前記第２キャビティの底部に対して設けられる。前記第２通路の第２端部と前記第３通路の第２端部は磁石の内部に開口している。前記第２及び第３通路は、したがって、本体を通して延びている。

前記両方の通路の第２端部は、一方のキャビティから搬出された媒体が他方のキャビティへ搬送されるように、互いに連通している。磁石は、１又は複数の第２及び第３通路を持つことができる。第２及び第３通路の数は、例えば、１，２−４，５−１０，或いは１０−３０とすることができる。第２及び第３通路の直径は、例えば、０．１−３mm、３−１０mm或いは１０−５０mmとすることができる。

本発明の１実施例によると、磁石は前記第２及び第３通路の第２端部に接続されるポンプを有する。ポンプを使用することにより、スライドが一方の位置から他方の位置へ動かされるように、媒体は一方のキャビティから他方のキャビティへ搬送される。媒体が第２キャビティから第１キャビティへ送りされると、スライドは第１位置に向けて動かされる。媒体が第１キャビティから第２キャビティへ送り出されると、スライドは第２位置に向けて動かされる。媒体の種類により、ポンプは、ピストンポンプ、スクリュポンプ或いはギアポンプのような水力学的ポンプ又は空力学的ポンプとすることができる。媒体を一方のキャビティから他方のキャビティへ搬送するために、通路の第２端部へ接続される現存する水力学的又は空力学的システムを使用することも可能である。

本発明の１実施例によると、媒体はガス又は液体である。本磁石のための好適なガスは、例えば、空気である。本磁石の好適な液体は、例えば、オイル又は水である。使用される液体は、スライドと孔との間の摩擦を減少させる潤滑剤として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、スライドの回りに取り付けられる、或いはホールの壁に取り付けられるシールリングを有する。シールリングは、第１及び第２キャビティにより形成される気密スペースを２つの部分に分割し、それらの部分の間での媒体の流れを阻止する。シールリングは、十分な圧力差を容易に生みだし、スライドを効果的に動かすことを可能にする。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又はそれらの化合物である。

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。シールリングは、シールリングが、スライドのいかなる位置においてもホール内にとどまるような位置で第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たキャップを有する。キャップは、シールリングが配置される溝を有することができる。この溝は、第１磁極片に近接した位置に設けることが好ましい。溝は、また、シールリングがキャップと第１磁極片との間の位置で保持されるように、キャップ及び/又は第１磁極片に設けられることが好ましい。キャップは、磁性材料又は非磁性材料とすることができる。

本発明の１実施例によると、スライドは、第２磁極片から第１キャビティの底部にある穴に向けて延びる案内ロッドを有する。孔の長手軸方向に延びる案内ロッドは、スライドの前部或いは一部を通して延びるように設けることができる。穴は、第２セクション内に設けられる。案内ロッドは、案内ロッドの少なくとも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。案内ロッドの目的は、スライドが、孔の長手軸方向以外の方向に動くをことを低減することである。案内ロッドは、樹脂、真鍮又はアルミニウムのような常磁性材料、或いは、耐酸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造られる。

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と、測定された磁束密度によりスライドの位置を決定する手段を有する。磁束センサは、磁束密度に応答して電圧及び/又は電流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の通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の電圧及び/又は電流出力から決定することができる。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/又は電流の出力に応答して、スライドが第１位置にあるか、第２位置にあるかを特定する出力を与える比較回路とすることができる。また、磁束センサは直接に２値出力として、スライドの位置を示すように構成することもできる。磁束センサは、また、対象物が磁石に付着しているか否かを検出するために使用することもできる。

磁束センサは、第１セクション内に取り付けるか、或いはその表面に取り付けて配置することができる。磁束センサは穴を囲む第１セクションの一部の内部に設けることが好ましい。

磁石は、 異なる空間と方向における磁束密度を測定するように構成された、複数の磁束センサを有することができる。磁束センサは対角線方向及び/又は対向する方向の磁束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いずれかとすることができる。

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。

本発明の特徴としてみなされる新規な態様は、特に、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明自体は、装置とその作動方法の両方に関し、それらの追加的目的と利点と共に、添付の図面を参照して特定の実施例から最良に理解できるであろう。

本発明の第１実施例による磁石の断面を示す図である。 スライドが第１位置にあるときの図１の磁石によって発生される磁界を示す図である。 スライドが第２位置にあるときの図１の磁石によって発生される磁界を示す図である。 本発明の第２実施例による磁石の断面を示す図である。 本発明の第３実施例による磁石の断面を示す図である。

異なる実施例において同じ或いは類似の要素について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１００は、一方の端部に付着面１０２を有する円筒状本体１０１を有し、付着面は付着されるべき対象物と接触するように設けられるものである。

磁石１００の本体１０１は、磁性材料で造られる第１及び第２セクション１０３，１０４を有する。第１及び第２セクション１０３，１０４は、本体１０１の第３セクション１０５に共に取り付けられおり、第３セクション１０５は非磁性材料である。第３セクション１０５はスリーブの形態をしており、円筒状の第２セクション１０４の周りに取り付けられている。

第１セクション１０３は第３セクション１０５の周りに取り付けられている。第１セクション１０３は本体１０１の第１キャビティ１０７内に開口する円筒状の孔１０６を有する。第１キャビティ１０７の底部は第２セクション１０４によって画成され、第１キャビティ１０７の壁は第３セクション１０５によって画成される。

磁石１００は、第１セクション１０３の孔１０６内に移動可能に設けられたスライド１０８を有する。スライド１０８は円筒状であり、永久磁石１０９及び永久磁石１０９の対向する磁極面に取り付けられる第１及び第２磁極片１１０，１１１を有する。第２磁極片１１１は、第１キャビティ１０７の底部に向けられている。

スライド１０８は本体１０１に対し、第１位置と第２位置の間を移動可能とされている。図１においては、スライド１０８は第１位置にある。スライド１０８の第１位置において、永久磁石１０９によって発生される磁束は第１セク村１０３によって短絡され、スライド１０８の第２位置においては、永久磁石１０９によって発生される磁束は、第１及び第２セクション１０３、１０４を介して付着される対象物に向けられる。スライド１０８の位置は、第１セクション１３の内部で孔１０６の近傍に設けられた磁束センサ１１２によって決定される。

スライド１０８は、第２磁極片１１１から第１キャビティ１０７の底部における穴１１４に向けて延びる案内ロッド１１３を有している。案内ロッド１１３と穴１１４は、少なくとも案内ロッドの一部が常に穴１１４内にとどまるようなサイズとされる。

磁石１００は、コイルに供給される電流の向きによりスライド１０８を第１位置又は第２位置の方向へ動かすための磁力を発生するように構成されたコイル１１５を有する。コイル１１５は、第３セクション１０５の内部で、少なくとも部分的にスライド１０８の周りに配置される。磁石１００は制御ユニット１１７を介してコイル１１５に接続されるバッテリ１１６を有する。制御ユニット１１７はバッテリ１１６からコイル１１５へ供給する電流の量と方向を制御する。磁石１００の状態、即ち、スライド１０８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化させることができる。

図２は図１の磁石のスライドが第１位置にあるときの磁界を示す。磁界は磁力線で示されている。図ライド１０８が第１位置にあるとき、永久磁石１０９と第１及び第２磁極片１１０，１１１の一部は孔１０６の内部に位置する。この位置においては、図２に見られるように、全ての磁力線は、孔１０６を囲む第１セクション１０３の一部を通して、む第１磁極片１１０から第２磁極片１１１へ通過する。したがって、磁石１００は対象物２００に付着することはできない。

図３は、スライドが第２位置にあるとき、図１の磁石により発生される磁界を示す。磁界は磁力線で示されている。スライド１０８が第２位置にあるとき、永久磁石１０９と第２磁極片１１１は孔１０６の外側に位置し、第１磁極片１１０の一部が孔１０６の内部に位置している。この位置において、図３に示されるように、全ての磁力線は、必然的に第１磁極片１１０から第２磁極片１１１に、第１及び第２セクション１０３，１０４を通り、また、第１及び第２セクション１０３，１０４と付着面１０２において接触する対象物２００を通して通過する。したがって、対象物２００は磁石１００に付着される。

図４は、本発明の第２実施例による磁石の断面図を示す。図４の磁石は、図１の磁石と比較して、第２キャビティ１１８と、第１及び第２キャビティ１０７，１１８の間で媒体を搬送するための第１通路１１９を有している点で異なる。

第２キャビティ１１８は、円筒状であり、第１セクション１０３に取り付けられている第４セクション１２０によって画成される。第４セクション１２０は非磁性材料で造られる。

第１通路１１９は、本体１０１と一体的にされる。第１通路１１９の第１端部は第１キャビティ１０７と連通され、第１通路１１９の第２端部は第２キャビティ１１８と連通されている。第１通路１１９は、スライド１０８が一方の位置から他方の位置へ動かされるとき、第１及び第２キャビティ１０７，１１８の間を流れることを可能にする。

図５は、本発明の第３実施例による磁石の断面図を示す。図５の磁石は、図１の磁石と比較して、第２キャビティ１１８を有している点、及びスライド１０８を第１及び第２位置の間で動かすための手段が異なる点である。図５の磁石は、また、第１磁極片１１０の周りに取り付けられたシールリング１２６を有している。

円筒状である第２キャビティ１１８は、第１セクション１０３に取り付けられる第４セクション１２０により画成される。第４セクション１２０は非磁性材料で造られる。

図５の磁石においては、スライド１０８の位置は、一方のキャビティから他方のキャビティへ液体を搬送することにより変えられる。磁石１０は、本体１０１に一体化された第２及び第３通路１２１，１２２を有する。第１通路１２１の第１端部は、第１キャビティ１０７に連通するように設けられ、第３通路１２２の第１端部は、第２キャビティ１１８に連通するように設けられる。第２及び第３通路１２１、１２２は、通路１２１，１２２の第２端部が磁石１００の外部に開口するように本体１００内を延びる。第２通路１２１の第２端部と第３通路１２２の第２端部は、第１及び第２パイプ１２４，１２５によりポンプ１２３に接続されている。ポンプ１２３を使用して、スライド１０８が一方の位置から他方の位置へ移動するように、媒体は一方のキャビティから他方のキャビティへ搬送される。

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 (11)

1. 磁石であって、
   −第１セクション及び第２セクションを持つ本体と、
   −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たスライドであって、前記スライドは永久磁石、前記永久磁石の対向する磁極面に取り付けられた第１磁極片及び第２磁極片を有するスライドと、
   を有し、
   前記第１セクション及び前記第２セクションは、非磁性材料で造られた前記本体の第３セクションに共に取り付けられており、
   前記第１セクションは前記本体の第１キャビティ内に開口する孔を有し、前記第１キャビティの底部は前記第２セクションによって少なくとも部分的に区画され、前記孔内にスライドが、前記第２磁極片が前記第１キャビティの底部に向けられるようにして移動可能に設けられ、前記スライドの第１位置においては、前記永久磁石から発生される磁束が前記第１セクションによって短絡され、前記スライドの第２位置においては、前記永久磁石から発生される磁束が前記第１セクション及び前記第２セクションを通過し、
   スライドの厚さは前記孔の深さより大きく、
   前記磁石は前記本体に取り付けられるコイルを有し、前記コイルは、前記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位置又は前記第２位置の方向へ動かすための磁力を発生するように構成されている、磁石。
2. 前記永久磁石の厚さは前記第１磁極片及び前記第２磁極片の厚さより小さい、請求項１に記載の磁石。
3. 前記第３セクションは前記第１キャビティの壁を画成している、請求項１または２に記載の磁石。
4. 前記磁石は、前記コイルに電流を供給する手段を有する、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の磁石。
5. 前記本体は、第２キャビティが前記本体に形成されるように、前記第１セクションに取り付けられた第４セクションを有し、前記第２キャビティは前記孔を介して前記第１キャビティに連通している、請求項１乃至４のいずれかに記載の磁石。
6. 前記磁石は、前記スライドの周りに取り付けられた又は前記孔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５のいずれかに記載の磁石。
7. 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る、請求項６に記載の磁石。
8. 前記スライドは、前記シールリングを保持するための前記第１磁極片の頂部に取る付けられたキャップを有する、請求項６に記載の磁石。
9. 前記スライドは、前記第２磁極片から前記第１キャビティの底部の穴に向けて延びる案内ロッドを有する、請求項１乃至８のいずれかに記載の磁石。
10. 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、
    −測定された磁束密度に基づいて前記スライドの位置を決定するための手段、
    を有する、請求項１乃至９のいずれかに記載の磁石。
11. 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１０に記載の磁石。

Images