私たちは磁石に引き寄せられるべきですか？

磁石は、製品で正しく使用すると驚くべきものになる可能性があります。ただし、物事は見た目ほど単純ではありません。製品で磁石を使用するための3つのアプリケーションと、それらを適切に機能させるための重要な詳細を見てみましょう。多くの場合、うまく機能することとバラバラになることの違いを生む微妙な詳細があります。

ラッチング：

磁石はラッチとして最適に機能します。一般的な例はキャビネットラッチです。安価で効果的ですが、磁石を使用するドアが常に完全に閉じた位置にあることが、磁石のシンプルな成功の秘訣です。これが重要な理由は、距離が長くなるにつれて磁力が低下するためです。分離距離を2倍にすると、引っ張り強度が75％低下します。これは、磁石がドアを閉めるのにうまく機能しないことを意味します。たとえば、ガスケットを引っ張ってシールするのに効果的ではありません。このようなアプリケーションでは、機械式ドローラッチを使用する必要があります。

>

同様に、磁石は素材をつまむのにうまく機能しません。人々はウェアラブルデバイスを衣類に固定するためのクリップとして磁石を使用したいと思うことがよくありますが、それは衣類の素材が厚いとギャップ距離が長くなり、保持力が弱くなることを意味します。より良い解決策は、バネを使用することです。その理由は、力が実際には距離とともに増加するため、誰かが厚いセーターを着ていてもデバイスが脱落しないためです。

磁石をラッチとして使用する場合に考慮すべきもう1つの点は、磁石をドアに取り付けるために使用されるメカニズムに、磁石を適用してドアを閉じたままにすることができるということです。ドアに15ポンドの引っ張り力で磁石を保持するために数滴の接着剤を期待することはできないので、関係する磁力よりもはるかに強力なアタッチメントを作成してください。この障害は、充電ドアラッチマグネットを保持するために使用されていた接着剤が故障した初期のテスラモデルSで見られ、ドアを開いた状態でいくつかのテスラが運転していました。特に温度変動が大きい場合は、このような問題を回避するために、接着剤に加えて機械的固定を提供することをお勧めします。私たちのようなエンジニアリング会社は、この種の問題に毎日対処しなければなりません。

インターロック：

インターロックは、ユーザーがデバイスの一部にアクセスしたときに（ドアを開けたときに電子レンジがどのように遮断されるかなど）、割り込み信号を送信することにより、機器の動作を停止する安全デバイスです。通常、これは機械的に作動するマイクロスイッチを使用して行われますが、場合によっては、特に極端な環境や衛生的なアプリケーションでは、これらのスイッチには、詰まる可能性のある開口部が必要です。これは許容できません。これは磁石が重宝するところです。磁気的にトリガーされるセンサー（ホール効果、リードスイッチなど）を使用することで、スイッチをユニットの密閉された範囲内に保つことができます。シンプルな磁石だけで、危険にさらされたり、「汚れた側」の破片を捕らえたりすることはありません。この良い例は、Form 23dプリンターに見られます。レーザーは樹脂の硬化に使用されるため、Formlabsはインターロックを使用してUV保護カバーが所定の位置にあることを確認し、ユーザーが使用中にレーザーにさらされないようにします。樹脂がこぼれる可能性があるため、従来のマイクロスイッチは、樹脂がメカニズムを固める可能性があるため、優れたオプションではありません。磁石とセンサーを使用することで、デバイスを簡単に掃除できます。ただし、一部の医療および産業用アプリケーションでは、磁石による完全なインターロックが許可されておらず、二次的な機械的機能が必要であるため、業界によっては、磁石が正しいインターロックの答えであるとすぐに想定しないでください。

添付ファイル：

高強度のネオジム磁石で数分間遊んだ後、人々がモジュラーコンポーネントを結合する可能性に気付くのは非常に理解できます。また、磁気充電ケーブルやタブレットカバーなどのアイテムを見るだけでも、うまく機能しますが、ほとんどの磁気製品のように、見た目ほど単純ではありません。ケーブルを充電するための磁石は位置合わせを提供しません。それは保持力を提供するだけです。ピンが導通できるようにする位置合わせは、実際にはコネクタ本体の形状によって提供されます。エッジの周りのリップにより、2つのピースが整列します。磁石の性質上、軸方向の位置合わせがうまくいかないため、設計時に覚えておくことが重要です。そのため、位置合わせが機能するために重要である場合、磁石だけに頼ることはできません。

ほとんどの設計提案と同様に、常に例外があります。明白な例の1つは、iPadで使用されている磁気カバーです。機械的なキーイング機能はありませんが、取り付けと位置合わせの両方を提供しますが、これはどのように行われますか？答えは、ifixit.comの分解に示されているように、単一の磁石ではなく磁石の配列を使用することです。カバーは、さまざまなサイズの一連の交互極磁石を使用して取り付けられています。可変サイズの交互パターン（バーカーシーケンスとして知られています）は、基本的に、ミスアラインメントとしてはるかに緊密なアラインメントを提供し、磁石の極性により自己修正しますが、サイズが異なると、1つの磁石幅でオフセットすることはできません。では、磁石を使用して位置合わせを行いたいときに、これを使用できないのはなぜですか？簡単な答えはコストです。磁石が多いほどコストが高くなります。磁石自体と、正しい位置合わせを確実にするために必要な労力の両方の観点から。考えられる代替案は、本質的に単一の基板内の磁石の配列である相関磁気の「ポリ磁石」ですが、コストは単純な磁石よりもはるかに高くなります。

したがって、次に設計レビューを行っているときに、誰かがすべての問題の魔法の解決策として磁石を提案するときは、磁石を適切でない役割に靴べらにしようとしていないことを確認してください。磁石の使用経験があるチームと協力し、磁石のユーザーエクスペリエンスに非常に多くの感触があるため、早い段階でプロトタイプを作成することをお勧めします。詳細については、お近くのエンジニアリング会社にお問い合わせいただくか、お問い合わせください。