[发明专利]用于构成磁固定组件和相关的组件的模块

说明书

本发明涉及一种模块，这些模块可以被连接而形成可以用于多种领域中的组件，例如形成用于游戏或教育的组件，呈装饰品形式的室内用品，分子集聚模块，模型，舞台，舞台组件和许多其它用途。

由永磁材料制成的模块是公知的，这些模块被用于一种用途而不用于由许多模块组成一种组件。例如这些永磁模块被用于国际象棋或跳棋中，其磁元件位于铁磁的棋板上，位于由字母与/或数字构成的磁板中，这些字母和数字可以借助于磁力被吸附在铁磁板上而形成图文，并且还位于各种形状的元件中，这些元件都具有磁体，因而可以被吸附在磁板上而形成二维的动物图案等。

这些可以在市场上得到的磁用品不是基于多个磁模块的连接，而是简单地基于这样的事实，即，把各种模块相邻地放置在磁板上便可以形成二维图案，在磁板上每个单个的模块被分别短路。

还已知一种用于形成三维结构的系统，其中使用各种模块的互连。其中具有各种形状的模块，不过一般地说，这些模块是棱柱形的，具有基本上是矩形的平面，它们由塑料基体构成，具有被放置在一个或几个轮廓面上的磁耦连插入物。所述磁插入物可以由呈规则形状例如方形或圆形的磁部位构成，它们被对称地排列成行，或者由具有不同极性的带状磁化部分的磁膜构成。

常规模块的若干个大的局限性之一是，它们必须遵守装配的“规则”，特别是从可以利用的总的元件数看来，这带来了严重的限制，因而是极为不利的。

关于可用于连接的棱柱体的8个面，只有一些是实际有效的，并且局限于一个小的面积。特别是具有点状插入物的两个以上的模块经常是只有当预定数量的相应的磁点排重叠时，才能够被连接，同时还要求这些相应的磁点排必须以相反的极性相互面对。在另一些情况下，模块的上表面和另一个模块的下表面之间的连接是可能的，但是横向表面之间的连接则不可能，或者反之亦然。在另一些情况下，表面之间的连接取决于模块的预先确定的翻转定位，因此只能够通过使一个模块翻转，即通过交换其上下表面，而另一个保持不变。

除去连接的限制之外，传统的模块还受其形成的磁路的低输出的影响，即用于连接的磁能站具有的总的能量的很小的比例。

沿着其磁路发生的高的磁通耗散使得其具有的磁膜不能够被充分利用。当结构越复杂时，这种情况越显得重要，这是因为构成组件的模块越多气隙也就越多。为了获得难于设置而又结实的合成的形状，例如一种有悬臂粱的结构，磁场源必须具有大的体积，因而需要较多的磁性材料，这使得整个结构的重量增加，并且不可避免地增加成本。

在磁插入物由具有不同极性的带的磁化膜构成的情况下，还具有附加的缺点，即，每单位连接表面用于连接的有效磁面积是非常有限的，并且要求使用的磁材料具有低的矫顽力。

传统的装配模块还使得其构成的空间构型不会是磁中性的，即所述空间构型和周围环境具有相互作用，因而导致存在实际上的危险情况。例如尤其是用于儿童时这个问题尤感严重，此时呈磁砖形状的模块可能吸引散布在周围的铁磁材料，例如铁针、铁钉等。

因此本发明的目的在于提供一种模块，它们可以被相互连接而形成复杂的组件，同时能够消除现有的系统中的缺点。

本发明的另一个目的在于提供一种组件模块，其能够快速地、容易地装配而形成复杂的组件，并且还适合于同样快速地、容易地被拆卸。

本发明的另一个目的在于提供一种组件模块，其使得能够获得极稳定的三维结构。

按照本发明，上述目的是通过按照任何一个所附的独立权利要求所述的模块及其装配实现的。

在这种情况下，所述组件限定了用于通过由磁插入物产生的磁通的合适的磁路，其中总的气隙，即在非磁材料中形成的磁通的路径的量，只是模块的可能的形状、具有大的摩擦系数的层所要求的，或者是由结构的允差而产生的，其可以在两个相邻模块的两个连接表面之间被形成。

按照本发明的永磁模块具有铁磁磁轭和铁磁模块，它们的组合能够使磁通完全或至少部分地被短路。

铁磁磁轭的存在使得磁模块的总数根据需要而增加，而不以相同的程度增加结构中的整个气隙。

产生磁通的磁体被串联设置，并被铁磁轭以这样的方式短路，使得在磁路中的模块的每个附加的插入物增加结构的矫顽力的利用率，因而减少了磁路的磁阻。

完全利用设置的磁势，和使用的磁性材料一道，使得能够获得模块之间的高的吸引力。

显然，考虑到较大的内聚力大大增加其自持性，通过合适地组合模块而形成的短路再次和使用的磁性材料一道，使得能够形成特殊形状的更灵活，更复杂的结构。