JP2004242447A - Magnetic levitated arrangement - Google Patents

Magnetic levitated arrangement Download PDF

Info

Publication number
JP2004242447A
JP2004242447A JP2003030083A JP2003030083A JP2004242447A JP 2004242447 A JP2004242447 A JP 2004242447A JP 2003030083 A JP2003030083 A JP 2003030083A JP 2003030083 A JP2003030083 A JP 2003030083A JP 2004242447 A JP2004242447 A JP 2004242447A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
floating plate
magnetic
plate magnet
magnet
magnetic levitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003030083A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004242447A5 (en
Inventor
Mitsuteru Kimura
光照 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2003030083A priority Critical patent/JP2004242447A/en
Publication of JP2004242447A publication Critical patent/JP2004242447A/en
Publication of JP2004242447A5 publication Critical patent/JP2004242447A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy-saving magnetic levitated arrangement which is of simple structure using permanent magnets and does not three-dimensionally come into contact with surroundings at any angle. <P>SOLUTION: The magnetic levitated arrangement utilizes repulsive force between the magnetic poles of permanent magnets. Its magnetic levitated portion is a levitated magnetic shell 10 whose upper face and lower face are magnetized in opposite magnetic poles 1. The magnetic levitated arrangement is constituted as follows: there is a gap 100 between the levitated magnetic shell 10 and fixed magnets 20 disposed around the magnetic shell 10, and the magnetic shell 10 is trapped in the gap. The gap is determined so that, even if the levitated magnetic shell 10 is moved within the gap, it constantly receives repulsive force. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板磁石を磁気浮上させる装置に関するもので、磁気浮上により損失を小さくさせ、外部から回転などの駆動も可能にし、ジャイロや表示装置としても利用できるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、モーターや回転体などの非接触軸受けや、搬送体の磁気浮上などとして、永久磁石や電磁石の吸引力や反発力を利用した装置、さらに超伝導のマイスナー効果に基づく反磁性を利用した磁気浮上装置などが多数報告されている。
【0003】
しかし、重力に対して浮上させることが主体で、左右の変動を防止するためのガイドレールや支持軸、更には台車を用いるのが一般的であった。
【0004】
また、電磁石と位置センサとを利用し、左右の振れをセンサで検知し、電磁石で振れを防止するように制御するなど、大掛かりな装置となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガイドレールや支持軸が存在すると、ここでの摩擦が問題になり、三次元的にどの角度でも宙に浮いた無支持の浮上体が求められていた。
【0006】
また、位置センサを用いた磁気浮上制御システムでは、電力の問題や応答速度の問題など、単純な構造が求められていた。
【0007】
本発明は、永久磁石を利用した単純な構造で、三次元的にどの角度でも周囲に接触しない、省エネの磁気浮上装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に係わる磁気浮上装置は、永久磁石の磁極間の反発力を利用した磁気浮上装置において、磁気浮上部が浮遊板磁石10であること、この浮遊板磁石10を取り巻くようにその周囲に配置された固定磁石20との間に空隙を有して、この浮遊板磁石10が閉じ込められた構造であること、この浮遊板磁石10は上面と下面が互いに反対の磁極1に帯磁されていること、この浮遊板磁石10が空隙内で移動しても、この浮遊板磁石10の磁極1に対して固定磁石20の磁極1の最近接磁極は反対の磁極1であることが維持されるように空隙の間隔が設定されていること、この浮遊板磁石10の磁極1と周囲の対向する固定磁石20の磁極1との反発力によりこの浮遊板磁石10が磁気浮上する構造となるように構成したもので、永久磁石の磁極間の反発力を利用しているので、磁気浮上自体には電力を必要とせず、省エネ的で、かつ構造が単純な磁気浮上体が提供できる。
【0009】
本発明の請求項2に係わる磁気浮上装置は、固定磁石20として上側と下側に、上面と下面が互いに反対の磁極1に帯磁された板磁石が浮遊板磁石10を挟むように配置されてあり、浮遊板磁石10の磁極1と、これらの上側と下側の板磁石21、23の磁極1とは互いに反発し合うように、上側と下側の板磁石21、23とが間隔を空けて接合固定されている場合で、固定磁石20は、板磁石を二枚用意し、これらをスペーサを介して張り合わせるなどして、その間に浮遊板磁石10は空隙を空けて、互いに反発しあうように挿入しておけば良く、製作も容易で、単純な構造である。
【0010】
本発明の請求項3に係わる磁気浮上装置は、固定磁石20として少なくとも上側、中側、下側の3枚重ねて互いに接合された構造であり、それらのうちの少なくとも中側の磁石の一部がくり貫かれ空洞110を有した構造であり、この空洞110内に浮遊板磁石10が閉じ込められた構造である場合である。この場合は、独立の板磁石を用意し、浮遊板磁石10を除いて、空隙100に相応するスペーサを介して、互いに反発するように接着剤などで接合する構造であり、単純で製作が容易である。
【0011】
本発明の請求項4に係わる磁気浮上装置は、磁極1がスリット300の周囲に局在化することにより磁気浮上に寄与する反発力が大きくなるように、上側と下側の板磁石21、23のうち、少なくとも一方にスリット300を形成した場合である。固定磁石20である上側と下側の板磁石21、23に、一般にスリット300を設けると、そのスリット300の周りに磁極1が強く顔を出すので、浮遊板磁石10の周辺に沿ってスリット300を設けると浮遊板磁石10の周辺の磁極1と浮遊板磁石10の周辺の磁極1との間で反発し合い、一層磁気浮上しやすくなるという利点がある。
【0012】
本発明の請求項5に係わる磁気浮上装置は、浮遊板磁石10に半導体層50を設けた場合である。シリコン単結晶半導体などのチップに、片面もしくは両面に板磁石を上側と下側の固定磁石20に対して、互いに反発し合うように貼り付けて浮遊板磁石10を形成するか、もしくは、浮遊板磁石10上にアモルファスシリコンや多結晶シリコンなどの半導体層60を形成しておき、ここに太陽電池や集積回路などを形成することができる。
【0013】
本発明の請求項6に係わる磁気浮上装置は、半導体層50に集積回路などの電子回路や、太陽電池やセンサなどの電子装置55を形成した場合である。
【0014】
本発明の請求項7に係わる磁気浮上装置は、浮遊板磁石10に導体層60を設けた場合であり、例えば、外部化から回転磁界などを加えると、導体層60に渦電流が流れ、これによる磁界との相互作用で、浮遊板磁石10が回転する。このように外部から浮遊板磁石10を駆動するのに導体層60が使用できる。
【0015】
本発明の請求項8に係わる磁気浮上装置は、上側と下側の板磁石21、23の少なくとも一方に穴200を形成し、浮遊板磁石10の一部が露呈するようにした場合で、この穴200を通して浮遊板磁石10の回転の様子を観測したり、レーザ光を照射したり、浮遊板磁石10に塗ってある色の変化を観測したりすることができる。もちろん、この穴200は、透明な非磁性材料で塞ぎ、鉄粉などのゴミが入らないようにした方がよい。
【0016】
本発明の請求項9に係わる磁気浮上装置は、浮遊板磁石10に電気、磁気もしくは光に感応する領域を備えてあり、この領域に外部から電気的、磁気的もしくは光のエネルギーを供給して、浮遊板磁石10を駆動できるようにした場合で、例えば、電気的に感応する領域として静電駆動用電極を浮遊板磁石10周辺部と固定部の対応する箇所に多数設けておけば、電気的に回転させることもできるし、磁気に感応する領域として導体を形成したり、更に浮遊板磁石10周辺部に凹凸をつけたり、更に固定磁石20の浮遊板磁石10側にも凹凸を形成するなどして磁極1が露出しやすいようにすると、外部から磁界を回転させてやれば、スムーズに回転させたり、クリックが効く様にスイッチング動作をさせることもできる。また、窓を通して光を当てて浮遊板磁石10に形成した太陽電池などで発電して、これをエネルギー源として静電的駆動もしくは磁気的な駆動もできる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気浮上装置の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
【実施例1】
図1は、本発明の磁気浮上装置の一実施例の断面概略図を示したもので、固定磁石2020は、上面と下面がN極とS極とにほぼ一様に帯磁させた上側の板磁石21、中側の板磁石22、及び下側の板磁石23なる3枚の板磁石が互いに反発しあうように非磁性体充填接着剤500で間隙を設けて接合させた構造をもち、中央には、これらの3枚の上側,中側、下側の板磁石と同一の板磁石から作製した浮遊板磁石10が接合されずに、周囲の磁極1同士に反発されて宙に浮いた状態で保持されている。
【0019】
本実施例では、上側の板磁石21と下側の板磁石23を浮遊板磁石10と同様に円盤状に残るようにドーナツ状のスリット300により分割してあり、そのスリット300周辺には磁極1が露呈し易くしてある。
【0020】
実験では、浮遊板磁石10の直径を10mmとし、厚みを1mm程度とした。また、スリット300の幅を0.3mmとしている。磁性体粉をポリイミドやエポキシ樹脂に入れたシート状の板磁石を上側の板磁石21、下側の板磁石23及び浮遊板磁石10として用いた。
【0021】
また、ドーナツ状のスリット300は、非磁性充填接着材500により充填されて、分割された中央部の上側の板磁石21aと周辺部の上側の板磁石21bおよび分割された中央部の下側の板磁石23aと周辺部の下側の板磁石23bとがそれぞれ一体化した状態になっている。
【0022】
また、浮遊板磁石10の上面と下面の磁極1に対して、周囲の上側,中側、下側の板磁石21、22,23のうち、最近接の磁極1は、浮遊板磁石10が動きえる空隙100内を移動しても互いに同一型の磁極1(例えば、N極同士か、S極同士)になるように、空隙100の寸法と浮遊板磁石10などの厚みが決定されている。実験では、空隙100の寸法を約0.3mmとした。この空隙100の寸法は、1mm厚の浮遊板磁石10が約0.3mmの空隙100内を移動しても、浮遊板磁石10の磁極1が常に周囲の固定磁石2020の対向するどの磁極1に対しても、最近接の磁極1は、同一の型の磁極1が維持されているので、常に反発力が発生して、浮遊板磁石10を浮上させるように働いていることがわかる。
【0023】
また、浮遊板磁石10の直径と、中央部の上側の板磁石21aと下側の板磁石23aとの直径を異なるようにし、磁極1間の反発が強められるようにしている。
【0024】
また、中央部の上側の板磁石21aには、そのほぼ中央部に穴200が開いており、内部の浮遊板磁石10の様子が穴200を通して観察したり、気体や液体を注入したりできるようになっている。
【0025】
図2は、上記図1に示した本発明の磁気浮上装置の概略的な鳥瞰図で、外部からは見えない浮遊板磁石10も強調して描いている。
【0026】
上述の浮遊板磁石10を更に小型化して、空隙やスリット300などを更に微細にするには、公知のフォトファブリケーションにより形成すると精度がよく、再現性の良いものになる。
【0027】
【実施例2】
図3は、本発明の磁気浮上装置の他の一実施例で、上記図1に示した実施例とほぼ同一であるが、中央部の上側の板磁石21aに設けた穴200には透明板250がはめられてあり、ここから光を照射したり観測窓として利用したりできるようになっていると共に、浮遊板磁石10にも穴210が開けてあり、浮遊板磁石10の磁極1も露呈し易くし、更に、その下部の分割されていない下側の板磁石23からの光学的情報も得られるようにしている。
【0028】
【実施例3】
図4は、本発明の磁気浮上装置の他の一実施例で、上記図1に示した実施例とほぼ同様であるが、違いは、図1における中側の板磁石22が存在しておらず、その代わり透明板250をスペーサとして使用しており、上側の板磁石21と下側の板磁石23とを接合しており、ここの透明板250を通して光学的な情報や光信号や光エネルギーの供給の窓としても利用できるようにしていること、また、浮遊板磁石10と、中央部の上側の板磁石21aと下側の板磁石23aとの厚みを変化させて、空洞110110があっても、また、浮遊板磁石10が動いても常に反発力が働き、三次元的に回転運動させても浮上できるように空隙100とこれらの厚みを考慮して製作してある。
【0029】
また、外部に隈取コイルなどを用いた公知の回転磁界発生器を取り付けて、回転磁界を発生させると、固定磁石20は動かないが浮遊板磁石10は回転させられる。なお、浮遊板磁石10の周辺に凹凸を付けたり、帯磁にムラをつけてやると回転しやすくなる。
【0030】
また、浮遊板磁石10の周辺に凹凸を付けたり、帯磁にムラをつけてやることにより、クリックの効いた安定な回転位置が存在するようにすることができるので、浮遊板磁石10を所定の回転角度でストップさせたりすることもできる。
【0031】
例えば、一定速度で浮遊板磁石10を回転させておき、この本発明の磁気浮上装置を動かすと、浮遊板磁石10にコリオリ力が働き、浮遊板磁石10の動きを観測することにより、ジャイロスコープとしても使用できる。
【0032】
【実施例4】
図5は、本発明の磁気浮上装置の他の一実施例で、上記図3に示した実施例とほぼ同様であるが、違いは、浮遊板磁石10を上側の浮遊板磁石10aと下側の浮遊板磁石10bとの2層に分割してあり、さらに、これらの間に光に感応する領域としての太陽電池やその周辺回路を含む電子装置55を形成してあるシリコン単結晶などの半導体50のチップを挿入し接合している点である。
【0033】
また、他の違いは、上側の浮遊板磁石10aと下側の浮遊板磁石10bとの周辺部にリング状のフェライトなどの強磁性体70を取り付けてあり、上側の浮遊板磁石10aと下側の浮遊板磁石10bとの間に磁極1が外部に露呈しないようにしている点である。
【0034】
外部から透明板250の窓を通して、レーザの光などを照射して、浮遊板磁石10に形成してある半導体層50のチップにある太陽電池や周辺回路を利用して、光エネルギーを電気エネルギーに変換して、浮遊板磁石10の回転駆動や搭載しているセンサや電子回路を利用して、回転の制御や計測、更には外部への電磁波信号放射による外部との情報交換もすることができる。
【0035】
【実施例5】
図6は、本発明の磁気浮上装置の他の一実施例で、上記図4に示した実施例とほぼ同様であるが、違いは、浮遊板磁石10の中心部付近を相対的に薄くさせ、浮遊板磁石10の慣性モーメントを大きくさせた構造にしている点と、外部に取り付けた回転磁界発生器により浮遊板磁石10を電磁誘導で回転させるために、回転磁界に感応する領域としての導体層60を形成してあること、更に、透明板250を通して浮遊板磁石10の周辺に張りうけたマーカー400が見えるようにしてあり、各種の色のマーカー400が貼り付けてあると、表示としても利用できる点にある。
【0036】
本実施例では、慣性モーメントの大きい浮遊板磁石10が得られるので、ジャイロスコープとしての応用に好適である。
【0037】
また、浮遊板磁石10で外部から供給されたエネルギーを利用して、マーカー400として、信号により発光したり、反射率が変化したりして情報を表示すれば、摩擦のない回転表示装置も提供できる。
【0038】
上述の実施例は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の主旨および作用、効果が同一でありながら、本発明の多くの変形があることは明らかである。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気浮上装置によると、永久磁石の磁極間の反発力を利用しているので、磁気浮上自体には電力を必要とせず、省エネ的で、かつ構造が単純な磁気浮上体が提供できる。
【0040】
固定磁石20に、一般にスリット300を設けると、そのスリット300の周りに磁極1が強く顔を出すので、浮遊板磁石10の周辺に沿ってスリット300を設けると浮遊板磁石10の周辺の磁極1と浮遊板磁石10の周辺の磁極1との間で反発し合い、一層磁気浮上しやすくなるという利点がある。
【0041】
浮遊板磁石10に半導体層50を設けることができるので、太陽電池、センサや集積回路、表示や制御回路などの電子装置55を形成することができる。また、エネルギーや信号の授受が容易になる。
【0042】
浮遊板磁石10に電気、磁気もしくは光に感応する領域を備えているので、この領域に外部から電気的、磁気的もしくは光のエネルギーを供給して、浮遊板磁石10を摩擦なく駆動できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気浮上装置の一実施例の断面概略図を示したものである。
【図2】本発明の磁気浮上装置の上記図1に示した実施例の概略的な鳥瞰図である。
【図3】本発明の磁気浮上装置の他の一実施例である。
【図4】本発明の磁気浮上装置の他の一実施例である。
【図5】本発明の磁気浮上装置の他の一実施例である。
【図6】本発明の磁気浮上装置の他の一実施例である。
【符号の説明】
1 磁極
10 浮遊板磁石
20 固定磁石
21、21a、21b 上側の板磁石
22 中側の板磁石
23、23a、23b 下側の板磁石
50 半導体
55 電子装置
60 導体
70 強磁性体
100 空隙
110 空洞
200、210 穴
250 透明板
300 スリット
400 マーカー
500 非磁性充填接着材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for magnetically levitating a plate magnet, which reduces loss by magnetically levitating, enables driving such as rotation from the outside, and can be used as a gyro or a display device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, non-contact bearings such as motors and rotating bodies, as well as magnetic levitation of carriers, have used permanent magnets and electromagnets that use the attraction and repulsion forces, as well as magnetism that uses diamagnetism based on the superconducting Meissner effect. Many levitation devices have been reported.
[0003]
However, the main component is to levitate against gravity, and it is common to use a guide rail, a support shaft, and a bogie to prevent left-right fluctuation.
[0004]
In addition, a large-scale apparatus has been used, such as using an electromagnet and a position sensor, detecting left and right shakes with a sensor, and controlling the electromagnets to prevent the shake.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if there is a guide rail or a support shaft, friction here becomes a problem, and an unsupported floating body floating in the air at any angle in three dimensions has been required.
[0006]
In addition, a magnetic levitation control system using a position sensor has been required to have a simple structure such as a problem of electric power and a problem of response speed.
[0007]
An object of the present invention is to provide an energy-saving magnetic levitation device that has a simple structure using a permanent magnet and does not contact the surroundings at any angle in three dimensions.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a magnetic levitation device according to claim 1 of the present invention is a magnetic levitation device utilizing repulsion between magnetic poles of a permanent magnet, wherein the magnetic levitation is a floating plate magnet 10; The floating plate magnet 10 has a structure in which the floating plate magnet 10 is confined with a gap between the floating plate magnet 10 and a fixed magnet 20 arranged around the floating plate magnet 10. The lower surface is magnetized by the magnetic poles 1 opposite to each other. Even if the floating plate magnet 10 moves in the gap, the closest magnetic pole of the fixed magnet 20 to the magnetic pole 1 of the floating plate magnet 10 is The spacing of the air gap is set so as to maintain the opposite magnetic pole 1, and the repulsive force between the magnetic pole 1 of the floating plate magnet 10 and the magnetic pole 1 of the surrounding fixed magnet 20 opposes the floating plate. Structure in which magnet 10 magnetically levitates Which was configured to be, the use of the repulsive force between magnetic poles of the permanent magnets, without the need for power to the magnetic levitation itself, energy saving to, and structures can be provided a simple magnetic levitation body.
[0009]
In the magnetic levitation apparatus according to claim 2 of the present invention, a plate magnet whose upper and lower surfaces are magnetized by the magnetic poles 1 opposite to each other is disposed on the upper and lower sides as the fixed magnet 20 so as to sandwich the floating plate magnet 10. The upper and lower plate magnets 21 and 23 are spaced apart from each other so that the magnetic pole 1 of the floating plate magnet 10 and the magnetic poles 1 of the upper and lower plate magnets 21 and 23 repel each other. In this case, the fixed magnet 20 prepares two plate magnets and attaches them via a spacer, etc., so that the floating plate magnets 10 leave a gap therebetween and repel each other. It is easy to manufacture and has a simple structure.
[0010]
The magnetic levitation device according to claim 3 of the present invention has a structure in which at least three upper, middle, and lower fixed magnets 20 are overlapped and joined to each other, and at least a part of the middle magnet among them. In this case, the floating plate magnet 10 is confined in the cavity 110. In this case, an independent plate magnet is prepared, and except for the floating plate magnet 10, the structure is joined by an adhesive or the like so as to repel each other via a spacer corresponding to the gap 100, and is simple and easy to manufacture. It is.
[0011]
The magnetic levitation device according to claim 4 of the present invention provides the upper and lower plate magnets 21 and 23 such that the magnetic pole 1 is localized around the slit 300 to increase the repulsive force contributing to magnetic levitation. Is a case where the slit 300 is formed in at least one of them. When slits 300 are generally provided in the upper and lower plate magnets 21 and 23, which are the fixed magnets 20, the magnetic poles 1 appear strongly around the slits 300. Is provided, there is an advantage that the magnetic poles 1 around the floating plate magnet 10 and the magnetic poles 1 around the floating plate magnet 10 repel each other, so that magnetic levitation becomes easier.
[0012]
The magnetic levitation device according to claim 5 of the present invention is the case where the semiconductor layer 50 is provided on the floating plate magnet 10. A floating plate magnet 10 is formed by attaching a plate magnet on one side or both sides of a chip such as a silicon single crystal semiconductor to the upper and lower fixed magnets 20 so as to repel each other, or A semiconductor layer 60 such as amorphous silicon or polycrystalline silicon is formed on the magnet 10, and a solar cell, an integrated circuit, and the like can be formed here.
[0013]
The magnetic levitation device according to claim 6 of the present invention is a case where an electronic circuit such as an integrated circuit or an electronic device 55 such as a solar cell or a sensor is formed on the semiconductor layer 50.
[0014]
The magnetic levitation device according to claim 7 of the present invention is a case in which the conductor layer 60 is provided on the floating plate magnet 10. For example, when a rotating magnetic field or the like is applied from the outside, an eddy current flows through the conductor layer 60, The floating plate magnet 10 rotates due to the interaction with the magnetic field due to. Thus, the conductor layer 60 can be used to drive the floating plate magnet 10 from the outside.
[0015]
In the magnetic levitation apparatus according to claim 8 of the present invention, a hole 200 is formed in at least one of the upper and lower plate magnets 21 and 23 so that a part of the floating plate magnet 10 is exposed. Through the hole 200, the state of rotation of the floating plate magnet 10 can be observed, laser light can be irradiated, and a change in the color applied to the floating plate magnet 10 can be observed. Of course, it is better to close the hole 200 with a transparent non-magnetic material so that dust such as iron powder does not enter.
[0016]
In the magnetic levitation apparatus according to the ninth aspect of the present invention, the floating plate magnet 10 is provided with a region sensitive to electricity, magnetism or light, and externally supplies electric, magnetic or light energy to this region. In the case where the floating plate magnet 10 can be driven, for example, if a large number of electrostatic drive electrodes are provided in the area corresponding to the periphery of the floating plate magnet 10 and the fixed portion as an electrically responsive area, It can also be rotated manually, a conductor is formed as a region sensitive to magnetism, and irregularities are formed around the floating plate magnet 10, and irregularities are formed on the fixed magnet 20 on the floating plate magnet 10 side. If the magnetic pole 1 is easily exposed, the magnetic field can be rotated from the outside, so that the magnetic pole 1 can be smoothly rotated or a switching operation can be performed so that a click is effective. In addition, light can be applied through a window to generate power using a solar cell or the like formed on the floating plate magnet 10, and the power can be used as an energy source for electrostatic driving or magnetic driving.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the magnetic levitation device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
Embodiment 1
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a magnetic levitation device according to the present invention. A fixed magnet 2020 has an upper plate whose upper surface and lower surface are substantially uniformly magnetized to an N pole and an S pole. It has a structure in which a gap is provided with a non-magnetic material filling adhesive 500 so that three plate magnets, a magnet 21, a middle plate magnet 22, and a lower plate magnet 23, repel each other, and are joined together. In this state, the floating plate magnets 10 made of the same plate magnets as the upper, middle and lower plate magnets are not joined but are repelled by the surrounding magnetic poles 1 and float in the air. Is held in.
[0019]
In the present embodiment, the upper plate magnet 21 and the lower plate magnet 23 are divided by a donut-shaped slit 300 so as to remain in a disk shape like the floating plate magnet 10, and the magnetic pole 1 is provided around the slit 300. Are easily exposed.
[0020]
In the experiment, the diameter of the floating plate magnet 10 was 10 mm, and the thickness was about 1 mm. The width of the slit 300 is set to 0.3 mm. A sheet-like plate magnet in which a magnetic material powder was put in polyimide or epoxy resin was used as the upper plate magnet 21, the lower plate magnet 23, and the floating plate magnet 10.
[0021]
Further, the donut-shaped slit 300 is filled with the non-magnetic filling adhesive 500, and the upper plate magnet 21a of the divided central portion, the upper plate magnet 21b of the peripheral portion, and the lower plate magnet 21b of the divided central portion are formed. The plate magnet 23a and the plate magnet 23b on the lower side of the peripheral portion are respectively integrated.
[0022]
Also, with respect to the upper and lower magnetic poles 1 of the floating plate magnet 10, the closest magnetic pole 1 of the surrounding upper, middle, and lower plate magnets 21, 22, and 23 moves the floating plate magnet 10. The dimensions of the air gap 100 and the thickness of the floating plate magnet 10 and the like are determined so that the magnetic poles 1 (for example, the N poles or the S poles) have the same type even when they move in the air gap 100. In the experiment, the size of the gap 100 was set to about 0.3 mm. The size of the gap 100 is such that even if the floating plate magnet 10 having a thickness of 1 mm moves in the gap 100 having a thickness of about 0.3 mm, the magnetic pole 1 of the floating plate magnet 10 is always in contact with any of the magnetic poles 1 facing the fixed magnet 2020 in the vicinity. On the other hand, since the magnetic poles 1 of the same type are maintained in the closest magnetic pole 1, it can be seen that a repulsive force is always generated and the floating plate magnet 10 works to float.
[0023]
Further, the diameter of the floating plate magnet 10 and the diameter of the upper plate magnet 21a and the lower plate magnet 23a at the center are made different from each other so that repulsion between the magnetic poles 1 is strengthened.
[0024]
The plate magnet 21a on the upper side of the central portion has a hole 200 at the substantially central portion thereof so that the state of the floating plate magnet 10 inside can be observed through the hole 200 and gas or liquid can be injected. It has become.
[0025]
FIG. 2 is a schematic bird's-eye view of the magnetic levitation apparatus of the present invention shown in FIG. 1 above, and also highlights a floating plate magnet 10 that cannot be seen from the outside.
[0026]
In order to further reduce the size of the above-mentioned floating plate magnet 10 and make the gaps and the slits 300 finer, if formed by a known photofabrication, accuracy and reproducibility will be good.
[0027]
Embodiment 2
FIG. 3 shows another embodiment of the magnetic levitation apparatus according to the present invention, which is almost the same as the embodiment shown in FIG. 1, except that a transparent plate is provided in a hole 200 provided in the upper plate magnet 21a at the center. The floating plate magnet 10 has a hole 210 formed therein so that light can be emitted therefrom and used as an observation window. The floating plate magnet 10 is also provided with a hole 210, and the magnetic pole 1 of the floating plate magnet 10 is also exposed. Further, optical information from the lower undivided lower plate magnet 23 is also obtained.
[0028]
Embodiment 3
FIG. 4 shows another embodiment of the magnetic levitation apparatus of the present invention, which is almost the same as the embodiment shown in FIG. 1, except that the middle plate magnet 22 in FIG. 1 is present. Instead, a transparent plate 250 is used as a spacer, the upper plate magnet 21 and the lower plate magnet 23 are joined, and optical information, an optical signal and optical energy are transmitted through the transparent plate 250 here. In addition, the thickness of the floating plate magnet 10 and the thicknesses of the upper plate magnet 21a and the lower plate magnet 23a at the center are changed to provide a cavity 110110. Also, even if the floating plate magnet 10 moves, a repulsive force is always exerted, and it is manufactured in consideration of the gap 100 and the thickness thereof so that the floating plate magnet 10 can float even if it is rotated three-dimensionally.
[0029]
When a rotating magnetic field is generated by attaching a known rotating magnetic field generator using a shading coil or the like to the outside, the fixed magnet 20 does not move but the floating plate magnet 10 is rotated. It should be noted that if the periphery of the floating plate magnet 10 is made uneven or the magnetism is made uneven, it becomes easier to rotate.
[0030]
In addition, by providing irregularities around the floating plate magnet 10 or providing irregularities in the magnetism, it is possible to ensure that there is a stable click position where the floating plate magnet 10 is effective. It can also be stopped at a rotation angle.
[0031]
For example, when the floating plate magnet 10 is rotated at a constant speed and the magnetic levitation device of the present invention is moved, a Coriolis force acts on the floating plate magnet 10, and the movement of the floating plate magnet 10 is observed. Can also be used as
[0032]
Embodiment 4
FIG. 5 shows another embodiment of the magnetic levitation apparatus of the present invention, which is substantially the same as the embodiment shown in FIG. 3 above, except that the floating plate magnet 10 is different from the upper floating plate magnet 10a and the lower floating plate magnet 10a. And a semiconductor such as a silicon single crystal in which an electronic device 55 including a solar cell and its peripheral circuit is formed as a region sensitive to light between these two layers. The point is that 50 chips are inserted and joined.
[0033]
Another difference is that a ferromagnetic material 70 such as a ring-shaped ferrite is attached to the periphery of the upper floating plate magnet 10a and the lower floating plate magnet 10b. The magnetic pole 1 is not exposed to the outside between the floating plate magnet 10b.
[0034]
A laser beam or the like is irradiated from the outside through a window of the transparent plate 250, and light energy is converted into electric energy using a solar cell or a peripheral circuit in a chip of the semiconductor layer 50 formed on the floating plate magnet 10. After conversion, the rotation of the floating plate magnet 10 can be controlled and measured using the mounted sensor and electronic circuit, and information can be exchanged with the outside by electromagnetic wave signal emission to the outside. .
[0035]
Embodiment 5
FIG. 6 shows another embodiment of the magnetic levitation apparatus of the present invention, which is substantially the same as the embodiment shown in FIG. 4 above, except that the vicinity of the center of the floating plate magnet 10 is made relatively thin. And the fact that the floating plate magnet 10 has a structure in which the moment of inertia is increased and that the floating plate magnet 10 is rotated by electromagnetic induction by an externally mounted rotating magnetic field generator. When the layer 60 is formed, the marker 400 attached to the periphery of the floating plate magnet 10 can be seen through the transparent plate 250, and when the marker 400 of various colors is attached, it can be displayed. It can be used.
[0036]
In the present embodiment, the floating plate magnet 10 having a large moment of inertia can be obtained, which is suitable for application as a gyroscope.
[0037]
In addition, if information is displayed by emitting a signal or changing the reflectance as a marker 400 by using energy supplied from the outside by the floating plate magnet 10 as a marker 400, a rotary display device without friction is also provided. it can.
[0038]
The above-described embodiment is merely an embodiment of the present invention, and it is apparent that there are many variations of the present invention while the gist, operation, and effects of the present invention are the same.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the magnetic levitation apparatus of the present invention, since the repulsive force between the magnetic poles of the permanent magnets is used, the magnetic levitation itself does not require electric power, is energy saving, and has a simple structure. A magnetic levitation can be provided.
[0040]
Generally, when the fixed magnet 20 is provided with the slit 300, the magnetic pole 1 appears strongly around the slit 300. Therefore, when the slit 300 is provided along the periphery of the floating plate magnet 10, the magnetic pole 1 around the floating plate magnet 10 is provided. And the magnetic poles 1 around the floating plate magnet 10 repel each other, so that the magnetic levitation becomes easier.
[0041]
Since the semiconductor layer 50 can be provided on the floating plate magnet 10, an electronic device 55 such as a solar cell, a sensor, an integrated circuit, a display or a control circuit can be formed. Also, transmission and reception of energy and signals are facilitated.
[0042]
Since the floating plate magnet 10 is provided with a region sensitive to electricity, magnetism or light, an electric, magnetic or light energy can be supplied to this region from the outside to drive the floating plate magnet 10 without friction. There is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a magnetic levitation device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic bird's-eye view of the embodiment shown in FIG. 1 of the magnetic levitation device of the present invention.
FIG. 3 is another embodiment of the magnetic levitation device of the present invention.
FIG. 4 is another embodiment of the magnetic levitation device of the present invention.
FIG. 5 is another embodiment of the magnetic levitation device of the present invention.
FIG. 6 is another embodiment of the magnetic levitation device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic pole 10 Floating plate magnet 20 Fixed magnet 21, 21a, 21b Upper plate magnet 22 Middle plate magnet 23, 23a, 23b Lower plate magnet 50 Semiconductor 55 Electronic device 60 Conductor 70 Ferromagnetic body 100 Air gap 110 Cavity 200 , 210 hole 250 transparent plate 300 slit 400 marker 500 non-magnetic filling adhesive

Claims (9)

永久磁石の磁極(1)間の反発力を利用した磁気浮上装置において、磁気浮上部が浮遊板磁石(10)であること、この浮遊板磁石(10)を取り巻くようにその周囲に配置された固定磁石(20)との間に空隙(100)を有して、この浮遊板磁石(10)が閉じ込められた構造であること、この浮遊板磁石(10)は上面と下面が互いに反対の磁極(1)に帯磁されていること、この浮遊板磁石(10)が空隙(100)内で移動しても、この浮遊板磁石(10)の磁極(1)に対して固定磁石(20)の磁極(1)の最近接磁極は反対の磁極(1)であることが維持されるように空隙(100)の間隔が設定されていること、この浮遊板磁石(10)の磁極(1)と周囲の対向する固定磁石(20)の磁極(1)との反発力によりこの浮遊板磁石(10)が磁気浮上する構造となるようにしたことを特徴とする磁気浮上装置。In a magnetic levitation device utilizing a repulsive force between the magnetic poles (1) of a permanent magnet, the magnetic levitation is a floating plate magnet (10), which is disposed around the floating plate magnet (10). The floating plate magnet (10) has a structure in which the floating plate magnet (10) is confined with an air gap (100) between the fixed magnet (20) and the upper and lower surfaces of the floating plate magnet (10). (1) is magnetized, and even if the floating plate magnet (10) moves in the air gap (100), the magnetic pole (1) of the floating plate magnet (10) is The spacing of the air gaps (100) is set so that the closest magnetic pole of the magnetic pole (1) is maintained at the opposite magnetic pole (1), and the magnetic pole (1) of the floating plate magnet (10) is Due to the repulsion of the surrounding fixed magnet (20) with the magnetic pole (1), this Magnetic levitation device, characterized in that 遊板 magnet (10) became a structure in which magnetic levitation. 浮遊板磁石(10)の上側と下側に、上面と下面が互いに反対の磁極(1)に帯磁された固定磁石(20)としての板磁石(21,23)が浮遊板磁石(10)を挟むように配置されてあり、浮遊板磁石(10)の磁極(1)と、これらの上側と下側の板磁石(21、23)の磁極(1)とは互いに反発し合うように、上側と下側の板磁石(21、23)とが間隔を空けて接合固定されている請求項1記載の磁気浮上装置。On the upper and lower sides of the floating plate magnet (10), plate magnets (21, 23) as fixed magnets (20) whose upper and lower surfaces are magnetized by magnetic poles (1) opposite to each other, respectively, and the floating plate magnet (10) The magnetic poles (1) of the floating plate magnet (10) and the magnetic poles (1) of the upper and lower plate magnets (21, 23) are positioned so as to repel each other. 2. The magnetic levitation device according to claim 1, wherein the lower plate magnet and the lower plate magnet are fixedly joined at an interval. 固定磁石(20)は、少なくとも上側、中側、下側の3枚重ねて互いに接合された構造であり、それらのうちの少なくとも中側の磁石の一部がくり貫かれ空洞(110)を有した構造であり、この空洞(110)内に浮遊板磁石(10)が閉じ込められた構造である請求項1記載の磁気浮上装置。The fixed magnet (20) has a structure in which at least three upper, middle and lower magnets are stacked and joined to each other, and at least a part of the middle magnet is hollowed out and has a cavity (110). The magnetic levitation device according to claim 1, wherein the floating plate magnet (10) is confined in the cavity (110). 少なくとも一方の上側と下側の板磁石(21、23)に、スリット(300)が形成されているが、その位置は、スリット(300)の周囲に局在化している磁極(1)により、浮遊板磁石(10)の磁気浮上に寄与する反発力が大きくなるような位置である請求項1から3のいずれかに記載の磁気浮上装置。A slit (300) is formed in at least one of the upper and lower plate magnets (21, 23), and its position is determined by the magnetic pole (1) localized around the slit (300). The magnetic levitation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the position is such that the repulsive force contributing to magnetic levitation of the floating plate magnet (10) is large. 浮遊板磁石(10)に半導体層(50)を設けた構造の請求項1から4記載のいずれかに磁気浮上装置。The magnetic levitation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the floating plate magnet (10) is provided with a semiconductor layer (50). 半導体層(50)に電子回路もしくは電子装置(55)を形成した請求項5記載の磁気浮上装置The magnetic levitation device according to claim 5, wherein an electronic circuit or an electronic device (55) is formed on the semiconductor layer (50). 浮遊板磁石(10)に導体層(60)を設けた構造の請求項1から6のいずれかに記載の磁気浮上装置。The magnetic levitation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the floating plate magnet (10) is provided with a conductor layer (60). 上側と下側の板磁石(21、23)の少なくとも一方に穴を形成し、浮遊板磁石(10)の一部が露呈するようにした請求項1から7のいずれかに記載の磁気浮上装置。A magnetic levitation device according to any one of claims 1 to 7, wherein a hole is formed in at least one of the upper and lower plate magnets (21, 23) so that a part of the floating plate magnet (10) is exposed. . 浮遊板磁石(10)に電気、磁気もしくは光に感応する領域を備えてあり、この領域に外部から電気的、磁気的もしくは光のエネルギーを供給して、浮遊板磁石(10)を駆動できるようにした請求項1から8のいずれかに記載の磁気浮上装置。The floating plate magnet (10) is provided with a region sensitive to electricity, magnetism or light, so that electric, magnetic or light energy can be externally supplied to this region to drive the floating plate magnet (10). The magnetic levitation device according to any one of claims 1 to 8, wherein:
JP2003030083A 2003-02-06 2003-02-06 Magnetic levitated arrangement Withdrawn JP2004242447A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003030083A JP2004242447A (en) 2003-02-06 2003-02-06 Magnetic levitated arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003030083A JP2004242447A (en) 2003-02-06 2003-02-06 Magnetic levitated arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004242447A true JP2004242447A (en) 2004-08-26
JP2004242447A5 JP2004242447A5 (en) 2006-04-20

Family

ID=32957064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003030083A Withdrawn JP2004242447A (en) 2003-02-06 2003-02-06 Magnetic levitated arrangement

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004242447A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008211901A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Three-dimensional magnet floating device, and three-dimension floating method for permanent magnet
CN102215019A (en) * 2011-06-01 2011-10-12 哈尔滨工业大学 Active gravity compensation electromagnetic supporting device
JP2013013216A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Prospine:Kk Magnetic coupling and agitator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008211901A (en) * 2007-02-26 2008-09-11 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Three-dimensional magnet floating device, and three-dimension floating method for permanent magnet
CN102215019A (en) * 2011-06-01 2011-10-12 哈尔滨工业大学 Active gravity compensation electromagnetic supporting device
JP2013013216A (en) * 2011-06-29 2013-01-17 Prospine:Kk Magnetic coupling and agitator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008537872A (en) Method for stabilizing a magnetically levitated object
EP0819337B1 (en) Improvements in or relating to levitation systems and methods
JP2008102510A (en) Frictionless self-powered moving display
JP2000294613A (en) Driver and sub-driver
JP6863809B2 (en) Control of spin and tilt of multi-degree-of-freedom electromagnetic machine
JP2007215264A (en) Actuator, planar motor, and plane moving device
CN107659208B (en) Two-dimensional linear moving-iron type micro-angular displacement electromagnetic activation device and its actuation method
CN105387310A (en) Maglev type precise positioning platform
JP2004242447A (en) Magnetic levitated arrangement
JP2013179724A (en) Rotation accelerating device
JPH0441120B2 (en)
US20130207496A1 (en) System and method for performing magnetic levitation in an energy storage flywheel
JP5670231B2 (en) Magnetic levitation controller
EP3270493B1 (en) A multi-degree of freedom electromagnetic machine with input amplitude modulation control
JP4923238B2 (en) Magnetic repulsion support rotating machine
JP4972744B2 (en) Three-dimensional magnetic levitation device and three-dimensional levitation method of permanent magnet
US8779637B2 (en) Magnetic actuation method
JP2010156418A (en) Collective magnet
CN112572832B (en) Synchronous three-axis attitude control magnetic suspension inertial executing mechanism
CN112009728A (en) Induction type magnetic suspension momentum sphere device
CN217659035U (en) Suspended platform device
JP2006149051A (en) Planar stage
JP3897043B2 (en) Magnetic rotating device
JPH10225098A (en) Generator and motor
CN210093130U (en) Controllable rotary magnetic repulsion type suspension device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Effective date: 20060124

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A621 Written request for application examination

Effective date: 20060124

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A521 Written amendment

Effective date: 20060301

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A761 Written withdrawal of application

Effective date: 20070808

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761