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技術 磁石

出願人 イクストゥールオイ
発明者 ナッティ,レイヨ
出願日 2015年1月12日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-547143
公開日 2017年3月9日 (2年4ヶ月経過) 公開番号 2017-506818
状態 特許登録済
技術分野 永久磁石 電磁石1(アマチュア有)
主要キーワード 磁力状態 空気圧ポンプ 円筒状キャビティ スクリュウポンプ 二値出力 表示ライト 反磁性材料 磁束センサ
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重要な関連分野

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図面 (7)

課題・解決手段

本発明は、本体(102)と前記本体(102)に対し、第1位置と第2位置との間で移動可能に配置されたスライド(101)を有する磁石に関する。スライド(101)は永久磁石(103)と、永久磁石(103)の対向する磁極面に取り付けられた円筒状第1磁極片(104)と第2磁極片(105)を有する。本体(102)は、磁性材料で造られ、互いに非磁性材料で造られる第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(107,108)を有する。第1セクション(107)は円筒状凹所(110)を有し、スライド(101)の第1位置おいて、円筒状第1磁極片(104)、永久磁石(103)及び第2磁極片の少なくとも一部が前記円筒状凹所(110)の内部に位置し、スライド(101)の第2位置において、円筒状第1磁極片(104)の少なくとも1部が円筒状凹所(110)内に位置し、第2磁極片(105)が円筒状凹所(110)の外部に位置するようにして、円筒状凹所(110)内にはスライド(101)が移動可能に設けられる。

概要

背景

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。

概要

本発明は、本体(102)と前記本体(102)に対し、第1位置と第2位置との間で移動可能に配置されたスライド(101)を有する磁石に関する。スライド(101)は永久磁石(103)と、永久磁石(103)の対向する磁極面に取り付けられた円筒状第1磁極片(104)と第2磁極片(105)を有する。本体(102)は、磁性材料で造られ、互いに非磁性材料で造られる第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(107,108)を有する。第1セクション(107)は円筒状凹所(110)を有し、スライド(101)の第1位置おいて、円筒状第1磁極片(104)、永久磁石(103)及び第2磁極片の少なくとも一部が前記円筒状凹所(110)の内部に位置し、スライド(101)の第2位置において、円筒状第1磁極片(104)の少なくとも1部が円筒状凹所(110)内に位置し、第2磁極片(105)が円筒状凹所(110)の外部に位置するようにして、円筒状凹所(110)内にはスライド(101)が移動可能に設けられる。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

−本体と、−第1位置及び第2位置の間で、本体に対して移動可能に設けられたスライドであって、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円筒状第1磁極片と第2磁極片を有するスライド、を有する、磁石であって、前記本体は、−磁性材料で造られ、互いに分離された第1セクション及び第2セクションであって、前記第1セクションは、前記スライドが、前記円筒状第1磁極片が底部に向けられるようにして内部に移動可能に配置される円筒状凹所を有する、第1セクション及び第2セクションと、−前記第1セクションと前記第2セクションを連結する非磁性材料で造られる第3セクションを有し、前記スライドの第1位置において、前記円筒状第1磁極片、永久磁石及び前記第2磁極片の少なくとも一部が前記円筒状凹所の内部に位置し、前記スライドの第2位置において、前記円筒状第1磁極片の少なくとも一部が前記円筒状凹所の内部に位置し、前記第2磁極片は前記円筒状凹所の外部に位置する、磁石。

請求項2

前記スライドの第1位置において、前記円筒状第1磁極片は前記円筒状凹所の底部に接触する、請求項1に記載の磁石。

請求項3

前記スライドの第2位置において、前記第2磁極片は善意第2セクションに接触する、請求項1又は請求項2に記載の磁石。

請求項4

前記スライドは、前記スライドの長手軸方向に延びる溝を有する、請求項1乃至3のいずれかに記載の磁石。

請求項5

前記円筒状凹所の壁は、前記第1セクションの管状部分によって画成される、請求項1乃至4のいずれかに記載の磁石。

請求項6

前記第1セクション及び前記第2セクションは互いに平行に配置されるプレートである、請求項1乃至5のいずれかに記載の磁石。

請求項7

前記円筒状凹所は、前記第1セクション、前記第2セクション及び前記第3セクションによって画成されるキャビティに開口している、請求項1乃至6のいずれかに記載の磁石。

請求項8

−前記円筒状凹所と前記キャビティは媒体を含み、−前記磁石は、前記スライドを動かすために、前記円筒状凹所及びキャビティの内外へ前記媒体を搬出入する手段を有する、請求項7に記載の磁石。

請求項9

前記円筒状凹所及びキャビティの内外へ前記媒体を搬出入する手段は、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、前記円筒状凹所に連通し、前記第2通路の第1端部は前記キャビティに連通している、請求項8に記載の磁石。

請求項10

前記第1通路の第2端部と前記第2通路の第2端部は、前記磁石の外部に開口している、請求項9に記載の磁石。

請求項11

前記媒体はガスであり、前記円筒状凹所及びキャビティの内外へ前記媒体を搬出入する手段は、前記第1通路及び前記第2通路の第2端部に接続された空力学的システムを有する、請求項9又は10に記載の磁石。

請求項12

前記媒体は液体であり、前記円筒状凹所及びキャビティの内外へ前記媒体を搬出入する手段は、前記第1通路及び前記第2通路の第2端部に接続された水力学的システムを有する、請求項9又は10に記載の磁石。

請求項13

前記磁石は前記円筒状第1磁極片の回りに取り付けられたシールリングを有する、請求項1乃至12のいずれかに記載の磁石。

請求項14

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、前記スライドを、前記コイルへ供給される電流の方向により前記第1位置及び前記第2位置へ動かすための磁力を発生するように構成されている、請求項1乃至13のいずれかに記載の磁石。

請求項15

前記磁石は、−前記本体内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、請求項1乃至14のいずれかに記載の磁石。

請求項16

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15に記載の磁石。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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。

0003

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。

0004

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。

0005

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。

発明が解決しようとする課題

0006

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。

0007

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。

0008

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。

0009

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。

0010

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。

課題を解決するための手段

0011

本発明による磁石は、
−本体と、
−前記本体に対し第1位置と第2位置との間で移動可能に設けられたスライドとを有し、
前記スライドは、永久磁石と、円筒状第1磁極片及び第2磁極片を有し、
前記磁極片は、前記永久磁石の対向する磁極面に取り付けられている。

0012

本発明による典型的な磁石は、
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。

0013

本発明による典型的な磁石において、
前記本体は、磁性材料から成り、互いに分離した第1及び第2セクションを有し、
前記第1セクションは、円筒状凹所であって、、前記円筒状第1磁極片が前記円筒状の凹所の底部に向けられるようにして前記円筒状凹所の内部に前記スライドが移動可能に設けられる、円筒状凹所と、
前記第1セクションと前記第2セクションを連結する非磁性材料から成る
第3セクションを有し、
前記スライドの第1位置において、前記円筒状第1磁極片、前記永久磁石及び前記第2磁極片の少なくとも少なくとも一部は前記円筒状凹所の内部に位置し、前記スライドの第2位置において、前記円筒状第1磁極片の少なくとも一部が前記円筒状凹所の内部に位置し、前記第2磁極片が前記円筒状凹所のの外部に位置している。

0014

本発明による磁石は、付着磁石であり、その磁力状態は、スライドを本体に対して1の位置から他の位置との間で動かすことにより変えることができる。

0015

磁束が、第3セクションによって分離されている前記第1セクションと前記第2セクションを通して付着される対象物に向けられる。したがって、第1及び第2セクションは。互いに一定の距離だけ離れて磁気的に分離されている。

0016

前記スライドの第1位置(OFF状態)において、永久磁石によって生成される磁束は、必然的に第1セクションによって短絡され、したがって、磁石は対象物に付着することができない、又は極めて弱く付着するだけとなる
スライドの第2位置(ON状態)においては、磁束は第1及び第2セクションを通して第1セクション及び第2セクションに接触している対象物に向けられる。対象物は、磁気回路を閉じ、したがって、磁石は対象物に付着される。第1及び第2位置は安定した位置であり、そこでは、スライドが他の位置に移動させる力により作動されるまで、スライドは静止している。

0017

スライドの第1位置において、円筒状第1磁極片、永久磁石及び第2磁極片の少なくとも一部は、前記円筒状凹所の内部に位置している。スライドの第1位置において、永久磁石によって発生する磁束は、第1セクションによって短絡される。このことは、磁束は、1の磁極片から他の磁極片に、主として、円筒状凹所を囲む第1セクションを通して流れることを意味する。スライドの第1位置においてm円筒状第1磁極片は、磁束が円筒状第1磁極片と第1セクションの間を効果的に伝達するように、円筒状凹所の底部と接触することが好ましい。スライドの第1位置は、永久磁石が円筒状凹所の内部にあるとき、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。

0018

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、必然的に円筒状凹所の壁に直交する方向となる。

0019

スライドの第2位置においては、円筒状第1磁極片の少なくとも一部は円筒状凹所の内部に位置し、第2磁極片は円筒状凹所の外部に位置する。

0020

スライドの第2位置においては、永久磁石も、また、円筒状凹所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。更に、円筒状第1磁極片は、磁束が円筒状第1磁極片と第1セクションの間で伝達するように、円筒状凹所の壁に接触する。

0021

スライドの第2位置においては、磁束は、主として、円筒状第1磁極片と第1セクションの間で、円筒状凹所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。

0022

スライドが第2位置にあるとき、永久磁石により発生する磁束は、第1及び第2セクションを通して付着される対象物に流れる。第1及び第2セクションは互いに第3セクションによって分離されているため、磁束は、第1セクションと第2セクションの間を直接に流れることは阻止される。第1セクション及び第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、磁束が一方の磁極片から他方の磁極片に、第1及び第2セクションと対象物を通して伝達される。

0023

本発明の磁石によれば、スライドは円筒状凹所内に移動可能に設けられる。このことは、スライドの少なくとも一部は、常に円筒状凹所内にあることを意味する。スライドの移動は、円筒状凹所の壁に機械的に支持される。スライドは円筒状凹所の軸方向に移動できる。スライドは、第3セクションによって結合される第1及び第2セクションに対して移動可能に配置される。スライドは、第1及び第2セクションの間でリニアに移動可能に設けられる。スライドは、第1及び第2セクションの間で人手により、例えば、スライドに取り付けられるシャフトにより、或いは、適宜の駆動手段により動かすことができるように設計される。

0024

円筒状凹所の直径は、例えば、10mm未満、10-50mm、50-200mm又は200-500mmの範囲とすることができる。好ましくは、円筒状第1磁極片の直径は、前記円筒状凹所の直径より僅かに小さくしており、これにより、円筒状凹所は、スライドが第1位置と第2位置との間を動くとき、スライドを支持することができる。円筒状第1磁極片の直径は、例えば、2mm未満、0.5mm未満、0.01mm未満、又は円筒状凹所の直径より0.005-0.5mmだけ小さくすることができる。

0025

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、それらは、一又は複数の部品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、例えば、プレートとすることができ、これにより、付着されるべき対象物が、第1及び第2プレートの側部に接触するようになる。本体のセクションは、第1セクションが、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、円筒状となり得る第2セクションの周囲に配置される円筒状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。

0026

本発明の1実施例によると、スライドは円筒状である。好ましくは、円筒状スライドの直径は円筒状凹所の直径より僅かに小さくされ、これにより、円筒状凹所の壁は、スライドが第1位置及び第2位置の間で動かされる間、円筒状スライドを効果的に支持することができる。

0027

円筒状スライドの直径は、例えば、2mm未満、1mm未満、0.5mm未満、0.1mm未満、0.01mm未満或いは円筒状凹所の直径より0.005-0.5mmの範囲で小さくすることができる。スライドの長さは、例えば、3mm未満、3-10mm、10-100mm、又は100-500mmの範囲とすることができる。スライドの長さは、円筒状凹所の深さより大きいか或いは小さくすることができる。

0028

スライドは、永久磁石が2つの磁極片の間に配置されるサンドイッチ構造を持つ。磁極片は永久磁石の異なる極に取り付けられ、磁性材料で造られて永久磁石により発生する磁束がそれらを通るようにしている。磁極片の磁性材料は、強磁性体であり、鉄が好ましい。永久磁石は、例えば、ニオイジウム磁石、アルニコ磁石、又はサマリウムコバルト磁石である。

0029

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、スライドの磁極片は同じ直径を持つ。永久磁石は、円筒状で、磁極片と同じか、或いはより小さい直径を持つ。永久磁石の厚さは、磁極片より小さいことが好ましい。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。

0030

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、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して、積み重ねて配置されるようにすることができる。

0031

本発明による磁石は、対象物を移動するために好適であり、したがって、持ち上げ磁石として使用できる。磁石は、下記のように、ある位置から他の位置に対象物を移動させるの使用できる。

0032

先ず、対象物が第1及び第2セクションの付着面に接触するように磁石が対象物に接触して配置される。次に、スライドが第2位置に動かされ、その結果、磁石が対象物に付着される。次に、対象物が磁石と共に所定の位置に移動され、スライドを第1位置に動かすことにより、磁石が対象物から離される。

0033

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貫通穴部分の壁に永久磁石が接触することを防ぐ。

0034

本発明の1実施例によると、第2セクションは、スライドが第2位置にあるとき、第2磁極片の少なくとも一部を受け入れるための第1セクションの円筒状凹所と整列して、円筒状凹所を有する。好ましくは、第2磁極片は円筒状である。第2セクションの円筒状凹所の深さは第1セクションの円筒状凹所の深さより小さい。

0035

本発明の1実施例によると、スライドはスライドの軸方向に延びる溝を有する。

0036

本発明の1実施例によると、円筒状凹所の壁は第1セクションの管状部分によって画成される。管状部分は、例えば、中空管とすることができる。

0037

本発明の1実施例によると、第1及び第2セクションは互いに平行に配置されたプレートである。スライドは、プレートの面に直交する方向に移動するように設けられる。第1及び第2のプレートの形状は、プレート間での磁束の漏洩がより小さくなる、即ち、付着面積が大きくなるようにして最適化することができる。好ましくは、第1及び第2プレートは長方形である。第1及び第2プレートの厚さは、3mm未満、3-10mm、10-100mm又は100-500mmの範囲である。対象物と接触するように意図された第1及び第2プレートの側部は、直線状、湾曲状、又はベベル状とすることができる。好ましくは、対象物と接触するように意図された第1及び第2プレートの側部は、対象物の形状に対応した形状とすることが好ましい。

0038

本発明の1実施例によると、第3セクションは、第1セクション及び第2セクションの間に取り付けられた複数の連結部材を有する。連結部材の数は適用例により変えることができる。第1及び第2セクションがプレートの場合、連結部材は第1及び第2プレートの各角部に取り付けられることが好ましく、これにより、第1及び第2プレートが長方形の場合、本体は4つの連結部材を有することとなる。好ましくは、連結部材はロッド或いはバーで、これらの第1端部は第1セクションに取り付けられ、これらの第2端部は第2セクションに取り付けられる。連結部材は、樹脂、真鍮又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造ることができる。

0039

本発明の1実施例によると、円筒状凹所は、第1、第2及び第3セクションによって画成されるキャビティ内に開口する。キャビティは、例えば、円筒状とすることができる。第3セクションは、円筒状のキャビティの壁を画成する円筒状貫通穴を有することができる。第3セクションの円筒状貫通穴を閉鎖する第1及び第2セクションは、円筒状キャビティの端部を画成する。

0040

本発明の1実施例によると、円筒状凹所とキャビティは媒体を収容し、磁石は、スライドを動かすための、前記媒体を円筒状凹所とキャビティの内外へ搬送するための手段を有する。スライドは、キャビティと円筒状凹所により形成される気密スペースの内外へ媒体を搬送することにより、本体に対して動かされる。媒体が円筒状凹所内に入り、キャビティから搬出されると、スライドは第2位置に向けて動く。媒体がキャビティ内に入り、円筒状凹所から搬出されると、スライドは第1位置に向けて動く。円筒状凹所とキャビティは媒体を搬送する手段により連結され、これにより、媒体は円筒状凹所からキャビティへ、及びその逆方向に搬送されることができる。これとは別に、媒体を搬送する手段は、円筒状凹所とキャビティ内の媒体を別個に制御するように設けることができる。この場合、媒体を搬送する手段は、円筒状凹所又はキャビティから搬出された媒体を受け入れるための、円筒状凹所とキャビティの両方ための容器を有することができる。

0041

媒体を使用してスライドが動かされる場合の磁石の保持力は、無段階的に調節することができる。磁石の保持力は、スライドを適切な位置に配置することにより、所望の値にセットすることができる。保持力は、スライドを第2位置に向けて動かすことにより増加することができる。保持力は、スライドを第1位置に向けて動かすことにより減少させることができる。

0042

本発明の1実施例によると、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送する手段は、本体に一体化された第1及び第2通路を有し、第1通路の第1端部は円筒状凹所に連通し、第2通路の第1端部はキャビティに連通する。媒体は、それぞれ第1及び第2通路を通して円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送される。好ましくは、第1通路の第1端部は、円筒状凹所の底部を画成する第1セクションの部分を通して円筒状凹所に連通するように設けられ、第2通路の第1端部は、スライドが第2位置にあるとき、スライドに接触する第2セクションの部分を通してキャビティと連通するように設けられる。 通路の第2端部は、円筒状凹所から搬出された媒体をキャビティへ、また、その逆方向に搬送されるように、互いに接続される。磁石は、複数の第1及び第2通路を有することができる。第1及び第2通路の数は、例えば、2−4,5−10或いは10−30である。

0043

本発明の1実施例によると、第1通路及び第2通路の第2端部は、磁石の外部に開口している。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。

0044

本発明の1実施例によると、媒体はガスであり、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送する手段は、第1及び第2通路の第2端部に接続される空気圧システムを有する。

0045

本発明の1実施例によると、媒体は液体であり、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送する手段は、第1及び第2通路の第2端部に接続される水力学的ステムを有する。

0046

本発明の1実施例によると、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外に搬送する手段は、第1及び第2通路に接続されるポンプを有する。ポンプは、媒体を2方向に搬送するように構成され、これにより、媒体は、円筒状凹所からキャビティへ、及びその逆方向へ搬送する。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又はギアポンプのような水力学的ポンプ又は空気圧ポンプとすることができる。媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外へ搬送するため、通路の第2端部に接続する既存の空気力学的又は水力学的システムを使用することも可能である。

0047

本発明の1実施例によると、媒体を円筒状凹所及びキャビティの内外に搬送するための手段は、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。

0048

本発明の1実施例によると、媒体はガス又は液体である。磁石のための好適なガスは、例えば、空気である。磁石のための好適な液体は、オイル又は水である。好ましくは、使用される液体は、スライドと円筒状凹所の間の摩擦を減少させる潤滑剤である。

0049

本発明の1実施例によると、磁石は円筒状の第1磁極片の回りに取り付けられたシールリングを有する。円筒状第1磁極片は、シールリングが設けられる溝を有する。シールリングは、円筒状凹所とキャビティによって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媒体が流れることを阻止する。シールリングは、十分な圧力差をつくることを容易にし、スライドの移動を効率的に可能とする。シールリングは、例えば、シリコンエチレンプロピレン、窒化ブタジエンゴム、又はアセタール樹脂又はそれらの化合物である。

0050

本発明の1実施例によると、スライドは、シールリングを保持するための円筒状第1磁極片の頂部に取り付けられるキャップを有する。キャップは、シールリングが設けられる溝を有する。溝は、円筒状第1磁極片に取り付けられるキャップの端部の近傍に設けられることが好ましい。溝は、キャップと円筒状第1磁極片の間に位置するようにすることができる。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。

0051

本発明の1実施例によると、磁石は円筒状凹所の壁に取り付けられるシールリングを有する。

0052

本発明の1実施例によると、磁石は、本体に取り付けられたコイルであって、コイルに供給される電流の方向によりスライドを第1位置又は第2位置に向けて移動させるための磁力を発生するように構成されたコイルを有する。好ましくは、コイルは、少なくとも部分的にスライドを囲むようにして設けられる。コイルは、主として、スライドを第1位置から第2位置へ動かすために使用されるが、磁石の保持力を調節するために使用することもできる。スライドが第2位置にあるとき、コイルに電流を適切な方向に供給することにより、磁石の保持力を増加又は減少することができる。

0053

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、コイルに供給され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の制御命令を受けるたm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又は複数の表示ライト、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。

0054

磁石の状態、即ちスライドの位置は、所定の持続期間、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。磁石の状態を変化させるの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、及び付着される対象物の磁気的特性に大きく依存する。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。

0055

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2セクションの穴に向けて延びる案内ロッドを有する。円筒状凹所の長手軸方向に延びる案内ロッドは、スライドを部分的或いは全体を通して延びるように設けることができる。案内ロッドは、好ましくは、少なくとも案内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。案内ロッドの目的は、スライドが円筒状凹所の長手軸方向以外の方向に動くことを低減するためである。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とすることができる非磁性材料で造られる。

0056

本発明の1実施例によると、磁石は本体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スライドの位置を決定する手段を有する。磁束センサにより、磁束密度に応答して電圧出力及び/又は電流出力を変化させる変換器を意味する。磁束センサは第1又は第2セクションに取り付けることができる。第1及び第2セクションの磁束経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。

0057

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/又は電流出力に対する応答として、スライドがどの位置にあるかを特定する出力信号を提供する比較回路とすることができる。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。磁束センサは、また、対象物が磁石に付着されているかどうかを検出するために使用されてもよい。

0058

磁束センサは第1又は第2セクションの内部、或いはそれらの上に取り付けて設けることができる。もし、磁束センサが第1セクションに設けられれば、そのセクションの円筒状凹所を囲む部分の内部に設けることが好ましい。

0059

磁石は、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た複数の磁束センサを有することができる。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。好ましくは、磁束センサは対角線の方向に磁束密度を測定するように構成される。

0060

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センサ又はリードリレーのうちの1つである。

0061

本発明による磁石の有利な点は、スライドが2つの位置のいずれかにあるとき、磁石はエネルギーを消費しないことにある。また、磁石は、スライドを2つの位置のいずれかに維持するするために複雑な構造を必要としない。事実、スライドは、永久磁石により発生する磁界により、2つの両方の位置にとどまる。磁石の他の有利な点は、磁力状態が容易に変えられる点である。更に他の有利な点は、磁石をきわめて頑で信頼できるものとする簡単な構造にある。磁石の更なる利点は、小さいサイズで大きい保持力を提供する点にある。

0062

磁石の更なる有利な点は、スライドの第1位置において磁気回路が閉じられるため、永久磁石の消磁化が極めて低減される点にある。更なる利点は、磁石がOFF状態のとき、保持力が最小となる点である。

0063

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。

図面の簡単な説明

0064

本発明の第1実施例による磁石の断面図を示す。
本発明の第1実施例による磁石の断面図を示す。
スライドが第1位置にあるときの、図1a及び1bの磁石により発生す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1a及び1bの磁石により発生す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図を示す図である。
本発明の第2実施例による磁石の断面図を示す図である

実施例

0065

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。

0066

図1aと図1bは本発明の第1実施例による磁石の断面を示している。磁石は、本体102に対し、第1及び第2位置との間で移動可能に設けられたスライド101を有している。磁石は、スライド101が第1位置にあるときは、OFF状態にあり、スライド101が第2位置にあるときは、ON状態にある。図1aと図1bはON状態の磁石を示している。

0067

スライド101は円筒状であり、永久磁石103と、永久磁石103の対向する磁極面に取り付けられている第1及び第2磁極片104,105を有している。スライド101は、また、第1磁極片104の回りに取り付けられるシールリング106を有している。本体102は、磁性材料で造られ、非磁性材料で造られる第3セクション109に取り付けられる第1及び第2セクション107,108を有している。第1及び第2セクション107,108は、長方形のプレートである。付着されるべき対象物(図1a,1bには図示せず)は、第1及び第2セクション107、108の側部と接触するようにされている。

0068

第1セクション107は、第1、第2及び第3セクションによって画成されるキャビティ111内に開口する円筒状凹所110を有する。円筒状凹所110の壁は第1セクション107の管状部分によって画成されている。スライド101は、第1磁極片104が円筒状凹所110の底部に向けられるようにして円筒状凹所110内に移動可能に配置されている。シールリング106が、シールリング106が円筒状凹所110の内部に位置するような位置に第1磁極片104の回りに取り付けられている。スライドが第1位置にあるとき、第1磁極片104,永久磁石103及び第2磁極片105は円筒状凹所110の内部に位置する。スライドが第2位置にあるとき、第1磁極片104の一部は円筒状凹所110の内部に位置し、永久磁石103と第2磁極片105は円筒状凹所110の外部位置する。

0069

スライド101は、キャビティ111及び円筒状凹所110によって形成される気密スペースの内外へ空気を搬入、搬出させることにより、本体102に対して動かされる。空気は円筒状凹所110内に供給され、キャビティ111から排出されるとき、スライド101は第2位置の方向へ移動する。空気が、キャビティ111内に供給され、円筒状凹所110から排出されるとき、スライド110は、第1位置の方向へ移動する。

0070

空気は、本体102に一体化された第1及び第2通路116,117に第1及び第2パイプを介して接続されている空気圧システムを使用して、円筒状凹所110及びキャビティ111の内部へ、又は外部へ搬送される。
第1通路116の第1端部は、円筒状凹所110の底部を画成する第1セクション107の一部を通して円筒状凹所110に連通している。第2通路117の第1端部は、スライド101が第2位置にあるとき、スライド101と接触する第2セクション108の一部を通してキャビティ111と連通するようにされている。

0071

図2は、図ライド101が第1位置にあるときの、図1a、図1b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101の第1位置においては、第1磁極片104,永久磁石103及び第2磁極片105は円筒状凹所110の内部に位置し、その結果、永久磁石103から発生する磁束は、1の磁極片から他の磁極片に、主として第1セクション107の管状部分112を通して流れる。スライド101の第1位置においては、第1磁極片104は円筒状凹所110の底部に接触する。永久磁石103から発生する磁束は第1セクション107によって短絡されるため、磁石の保持力は無視できる程度であり、したがって、磁石は対象物200に付着することができない。

0072

図3は、スライド101が第2位置にあるときの図1a及び図1bの磁石により発生する磁界を示す。磁界は磁力線によって示されている。スライド101の第2位置において、第1磁極片104の一部は円筒状凹所110の内部に位置し、永久磁石103及び第2磁極片105は円筒状凹所110の外部に位置する。第2磁極片105は第2セクション108と接触しており、したがって、磁束は第2磁極片105と第2セクション108の間を効率的に伝達する。
第1及び第2セクション107,108の両方に接触するようにされた対象物200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107,108及び対象物200を通して一方の磁極片から他方の磁極片に伝達される。したがって、磁石は、対象物に付着される。

0073

図4a及び図4bは本発明の第2実施例による磁石の断面図を示す。磁石は、第1位置と第2位置との間で、本体102に対して移動可能に設けられたスライド101を有している。スライド101は円筒状であり、永久磁石103,永久磁石103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104,105を有している。また、スライド101は、スライド101の長手軸方向に延びる溝401を有している。本体102は磁性材料で造られ、非磁性材料で造られる第3セクション109に取り付けられる第1及び第2セクション107,108を有している。第1及び第2セクション107、108は長方形プレートである。

0074

第1セクション107及び第2セクション108の両方は、第1、第2及び第3セクション107,108,109によって画成されるキャビティ111内に開口する円筒状凹所110,402を有する。
円筒状凹所110,402は、それぞれ、第1及び第2セクション107,108にくり抜かれている。

0075

スライド101は、第1セクション107の円筒状凹所110内に移動可能に配置されており、スライド101の第1位置において、第1磁極片104,永久磁石103及び第2磁極片105が円筒状凹所110の内部に位置し、スライド101の第2位置において、第1磁極片104の一部が円筒状凹所110の内部に位置し、永久磁石103と第2磁極片105が円筒状凹所110の外部に位置するようにされている。スライド101の第2位置において、第2磁極片105は第2セクション108の円筒状凹所402内に位置する。

0076

磁石は、第3セクション109に取り付けられるコイル403を有する。このコイル403は、スライド101を、コイル403に供給される電流の方向により第1又は第2位置へ動かす磁力を発生するように構成されている。磁石は、制御ユニット405を介してコイル403に接続されるバッテリ404を有している。制御ユニット405は、コイル403に対してバッテリ404から供給される電流の量と方向を制御する。磁石の状態、即ち、スライド101の位置は、所定の持続期間、大きさ及び極性を持つ電流パルスによって変えられる。スライド101の位置は、円筒状凹所110に近傍で、第1セクション107の内部に設けられた磁束センサ406により決定される。

0077

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。

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