JP2006119443A - 空中浮上回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空中浮上状態を安定に保つ物体の外周形状の制約が少なく取り替え可能とし、人の目を引きやすいよう、回転方向、回転速度を変えることができる空中浮上回転装置を提供する。
【解決手段】導電材を有する物体１に浮上補助永久磁石２を設けた空中浮上回転体Ａを、直流変換回路３、吸引電磁石５、ゲイン調整機能を有する吸引電磁石ドライバ４および変位センサー６ａ、６ｂで構成した空中浮上制御装置Ｂで一定位置に安定浮上させる。その状態で、取付け位置が移動可能な移動磁界発生手段と回転方向切り替えスイッチ９で構成した回転方向速度調整装置Ｃが発生する移動磁界を前記空中浮上回転体に与えることにより、物体１の導電材部に誘導電流を発生させて、電磁作用にて前記空中浮上回転体Ａを回転させることで、その回転方向を変えたり回転速度を調節する。
【選択図】図１

Description

この発明は、各種デモンストレーション、宣伝広告、遊戯、インテリア、教育等に用いて好適な、空中浮上装置に関するものである。

従来の空中浮上体は、気流から受ける抗力によって浮上保持させるものがある。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
特開２００３−２９６８４号公報 特開平９−３０５１３４号公報

しかしながら、以上の技術によれば、物体を気流から受ける抗力によって浮上させることから、物体の外周形状が特別のものに限定され、送風機の音も大きく、また回転方向を変えたり回転速度を調整することが困難である。

そこで、この発明は、物体の外周形状の制約が少なく、空中浮上状態を安定に保ちながら人力や風力を用いないで音も無く回転し、回転方向を変えたり回転速度を調整することができ、簡易な構造の、空中浮上回転装置を提供することを課題とする。

本発明は、導電材を少なくとも一部に有する物体の頂部に浮上補助永久磁石を設けた空中浮上回転体を、前記空中浮上回転体を吸引する吸引電磁石と前記空中浮上回転体の浮上設定位置からの距離に応じた信号電圧を出力する変位センサーと前記変位センサーの信号電圧を処理し前記吸引電磁石への電流の大きさを制御して供給するゲイン調整機能を有する吸引電磁石ドライバと前記変位センサーおよび前記吸引電磁石ドライバに直流電流を供給する回路で構成した空中浮上制御装置の前記吸引電磁石と物体の重量に適する吸引力を持つ前記浮上補助永久磁石との吸引力の相互作用により、物体の形や大きさや重量を変更しても空中の一定位置に安定浮上させ、その状態で、取付け位置が移動可能な移動磁界発生手段と回転方向切り替えスイッチで構成した回転方向速度調整装置が発生する移動磁界を前記空中浮上回転体に与えることにより、前記物体の導電材部に誘導電流を発生させて、電磁作用による磁気力で前記空中浮上回転体を回転させることで、その回転方向を変えたり回転速度を調節することが簡易な構造でできることを特徴とする空中浮上回転装置である。

なお、本発明において、導電材を少なくとも一部に有する物体としては、非導電材からなるペットボトルの外側にアルミニウム箔や銅箔等の導電材を装着させた物や、アルミニウム製の飲料容器そのものを使用することが出来る。

本発明によれば、空中浮上した任意の形状の物体は、回転させるために導電材を一部に有するだけでよいことから、構造が極めて簡単なものとすることができる。また前記物体の形状、大きさ、文字等に応じて回転方向を変えたり回転速度を調整することができるので、文字が読みやすく、また物体をほとんどの方向から見ることが可能であり、全体形状が見やすく人の目を引きやすい。また前記物体は取り外し取り付けが容易に出来るため、他の物体への変更が容易にできる。このため各種デモンストレーションや宣伝広告やインテリアとして効果がある。また教育用の教材として理科に関する学習や自動制御の学習や交流電動機の学習等に用いて効果がある。

以下に本発明の空中浮上回転装置の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明装置の一実施形態の模式的な電気的構成図を示し、符号１は物体、２は浮上補助永久磁石、３は直流変換回路、４は吸引電磁石ドライバ、５は吸引電磁石、６ａ、６ｂは変位センサー、７は交流電圧調整器、８はコンデンサ、９は回転方向切換スイッチ、１０は移動磁界発生コイルである。

符号Ａは空中浮上回転体で、物体１に浮上補助永久磁石を接着したものである。Ｂは空中浮上制御装置で、交流１００Ｖ電源を直流に変換する直流変換回路３と吸引電磁石ドライバ４、吸引電磁石５、および変位センサー６ａ、６ｂで構成される。Ｃは回転方向速度調整装置で、交流電圧調整器７、コンデンサ８、回転方向切り替えスイッチ９、および移動磁界発生コイル１０で構成される。

図２は本発明装置の一実施形態の模式的な構成図を示し、宣伝用の文字を物体１の表面に表示している。１１は吸引電磁石ドライバ回路で、直流変換回路３と吸引電磁石ドライバ４からなる。１２は回転方向速度調整回路で、交流電圧調整器７、コンデンサ８からなる。１３は回転速度調整ボリューム、１４はベース、１５はメインアーム、１６は変位センサー固定アームである。

図３は本発明の空中浮上回転体と吸引磁石および変位センサーの位置関係を表す一実施形態の模式的な斜視図を示し、空中浮上回転装置の空中浮上回転体Ａと吸引磁石５および変位センサー６ａ、６ｂの位置関係を表す。

図４は本発明装置の移動磁界発生コイルと浮上回転宣伝体との位置関係を表す一実施形態の模式的な平面図を示し、空中浮上回転装置の空中浮上回転体Ａと移動磁界発生コイル１０、メインアーム１５との相互位置関係を表す。

まず、空中浮上回転体Ａが浮上する原理を説明する。空中浮上回転体Ａは物体１に浮上補助永久磁石２を接着したものである。物体１は円筒部に導電性の材料を用いるか、導電性金属テープ類を貼り付けたもので、材質はアルミニウム、プラスチック、スチロール等の軽量材料を用いる。図１、図２に描いている物体１はアルミニウム製の飲料容器、またはペットボトル容器を想定した例である。この物体１の最上部に浮上補助永久磁石２を外見からでは見えないように配置する。図１、図２では飲料容器の蓋の裏側に接着させている様子である。浮上補助永久磁石２は、物体１の浮上を助ける働きをする。他の実施形態として、図７に示すように球形の物体２７に浮上補助永久磁石２を取り付けて空中浮上回転体とすることもできる。

図１において空中浮上制御装置Ｂは、交流電圧を直流に変換し回路に直流電流を供給する直流変換回路３と前記空中浮上回転体Ａを浮上させる吸引電磁石５に電流を供給する吸引電磁石ドライバ４、および空中浮上体の浮上設定位置からの距離に応じた信号電圧を出す変位センサー６ａ、６ｂで構成される。吸引電磁石５は空中浮上回転体Ａの浮上補助永久磁石２との吸引力の相互作用で空中浮上回転体Ａを浮上させるために用いる電磁石で、変位センサー６ａ、６ｂからの信号を吸引電磁石ドライバ４が増幅し、吸引電磁石５の電流を増減させることで、空中浮上回転体Ａを吸引する力を増減させる。

図２は本発明装置の一実施形態の模式的な構成図を示すが、この図２に示す空中浮上回転体Ａが浮上する位置は、図３において変位センサー６ａ、６ｂを結ぶ線であるＸ１−Ｘ２の高さである。

空中浮上回転体Ａが、Ｘ１−Ｘ２の高さより少しでも上昇すると、変位センサー６ａ、６ｂの信号電圧が変化し、吸引電磁石ドライバ４により、吸引電磁石５への供給電流を減少させ、空中浮上回転体Ａを自重により、下降させる。空中浮上回転体Ａが下降し、Ｘ１−Ｘ２の高さより下がると、変位センサー６ａ、６ｂの信号電圧が変化し、吸引電磁石ドライバ４により、吸引電磁石５への供給電流を増加させ、空中浮上回転体Ａを上昇させる。これが微小範囲で自動制御されるので、空中浮上回転体Ａは安定した高さで安定することになる。

吸引電磁石５と浮上補助永久磁石２の極性は、互いに吸引し合うようにしておく。つまり吸引電磁石５がＮ極で空中浮上回転体Ａを吸引するようにするならば、空中浮上回転体Ａに取付けている浮上補助永久磁石２は吸引磁石５に対面する側をＳ極となるようにする。

浮上補助永久磁石２の磁力の強さと、空中浮上回転体Ａの重量および浮上高さの関係を説明する。まず変位センサー６ａ、６ｂが動作しないようにしておき、空中浮上回転体ＡがＸ１−Ｘ２の高さ位置にあるとき、吸引電磁石５の吸引作用がないときに空中浮上回転体Ａが自重で落下し、しかも吸引電磁石５の吸引作用があるときに、吸引電磁石５に吸引され上昇するように調整する。この調整は浮上補助永久磁石２の吸引力が適するものに替えることでおおまかにおこなう。さらに変位センサー６ａ、６ｂが動作するようにして、変位センサー６ａ、６ｂの信号電圧に対する吸引電磁石ドライバ４のゲインを調整し、吸引電磁石５への供給電流を調節することで設定できる。

図５は本発明装置の空中浮上制御装置の実施例の回路図であるが、吸引電磁石ドライバ４のゲイン調整機能は、ゲイン調整可変抵抗２０をポテンショメータ的な使い方をすることにより実現できる。フォトトランジスタ６ｂからの信号電圧を次段の信号増幅トランジスタ２１、パワートランジスタ２２で吸引電磁石への供給電流を制御する際、比例的に増減させる役割をする。

以上の浮上制御方法により空中浮上回転体Ａの形状や重量を変えても、空中浮上回転体Ａの安定的な浮上を実現する。これにより、空中浮上回転体の形状には制約がほとんどなくなり、宣伝したい製品自身を空中に浮上させること、または製品の形状をした模型を空中浮上させることができるのである。浮上補助永久磁石２として使用する永久磁石の形状は丸形が最良である。上部全面がＮ極、下部全面がＳ極であるものでなければならない。フェライト磁石、アルニコ磁石、サマリウム・コバルト磁石、ネオジム磁石等、空中浮上回転体Ａの形状や重量に応じて、一般に販売されている磁石が使用できる。これらは、表面磁束密度が８０ｍＴから５５０ｍＴ程度まで多くの種類の磁力、大きさの中から選定することができる。

次に空中浮上回転体Ａの回転と回転方向切り替えおよび回転速度の調整について説明する。移動磁界発生手段はいくつかあげられる。一つは、一対のコイルで成す移動磁界発生コイル１０の一方のコイルに直列にコンデンサ８を接続して交流電流を供給する方式である。図１において、回転方向速度調整装置Ｃで時計回り方向および反時計回り方向の移動磁界を発生する。回転方向速度調整装置Ｃは、交流電圧調整器７、コンデンサ８、回転方向切り替えスイッチ９、移動磁界発生コイル１０で構成される。取付け位置が移動調整可能な一対のコイルで成す移動磁界発生コイル１０の一方のコイルに、交流電圧調整器７より交流電流を供給し、もう一方のコイルにはコンデンサ８を直列に接続するようにして、交流電圧調整器７より交流電流を供給する。２つのコイルに供給される位相の異なる電流により移動磁界が発生する。

他の移動磁界発生手段としては、図８に示すように、導電性の物体1の直下で物体より適宜離間して永久磁石３０をモーター３１で回転させて移動磁界を得る方法でも良い。また、くま取りコイルを用いた方式でも良い。

この移動磁界により導電材質の物体１の、移動磁界発生コイル１０に対面した部分に誘導電流が発生し、電磁作用による磁気力で物体１本体が被駆動体として回転する。物体１が空中に浮上しており軸受けなどの回転の抵抗となるものがないため、回転は極めてスムーズである。

物体１の回転方向は、回転方向切り替えスイッチ９によりコンデンサ８が直列接続となる移動磁界発生コイル１０のコイルを切り替えることにより変えることができる。また物体１の回転速度は、交流電圧調整器７の出力電圧を調整することおよび移動磁界発生コイル１０の物体１の導電材部分との水平方向の位置調整により変速調節が可能となる。

移動磁界発生コイル１０による移動磁界を有効に物体１に伝えるため、図４に示すように移動磁界発生コイル１０は取付け位置が移動調整できる構造としてメインアーム１５に取付け、物体１の導電材部分と接触しないように、適宜離間して設置する。物体１から水平方向で２ｍｍ〜５０ｍｍの離間範囲が適当である。移動磁界発生コイル１０の取付け位置を変えることにより、物体１の形状を変えても、回転させることが可能となり、しかも磁界の強さを加減することができるので、大まかな回転速度調整ができる。これにより、製品自身を人の目に見やすく回転させることができ、またメッセージを読みやすくすることができ、インパクトの強い空中浮上回転装置となる。

移動発生コイル１０の取付け位置が移動調整できる手段としては、メインアーム１５に移動磁界発生コイルを乗せることができる水平台を上下移動できるようにしてビス止めし、移動発生コイル１０を水平台上で物体１との間隔を変えて取り付けられるよう、水平台にクリップ止めやネジ止めや面ファスナー等で固定する。これにより一対の移動磁界発生コイル１０を上下移動させて物体１の導電材部の水平位置とし、更に物体１との間隔を調整する。

実際に製作した実施例を説明する。図５は本発明装置の空中浮上制御装置の実施例の回路図を示しているが、３は直流変換回路として直流１５Ｖ、８００ｍＡアダプタを用いている。５は吸引電磁石として、幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ０.５ｍｍの変圧器に使用されるＩ型鋼板を５０枚程度積層した鉄心に直径０.３２ｍｍのホルマール線を７００回程度巻きつけた電磁石である。６ａは赤外線ダイオード、６ｂはフォトトランジスタで、この組み合わせで変位センサーを構成する。１７は制御回路に直流電圧５Ｖを安定的に供給する目的の直流レギュレーターＩＣである。１８はフォトトランジスタ６ｂの電圧信号を受けて演算出力する演算増幅器であるが、入力インピーダンスを高くする役割を持つ。１９は出力インピーダンス変換として使用する演算増幅器である。２０は演算増幅器１８の出力電圧を比例的に増減させるためのゲイン調整可変抵抗である。この可変抵抗により、空中浮上制御装置全体のゲイン調整の役割を果たす。２１は信号増幅トランジスタ、２２は次段のパワートランジスタであり２つのトランジスタにて信号電圧を吸引電磁石に電流を供給する機能を持たせている。２３は吸引電磁石の電流が制御によって大きく減少した場合に発生する高電圧を逃がし、トランジスタの破壊を防止するためのダイオードである。この回路で図１における空中浮上制御装置Ｂを構成している。

図６は、本発明装置の回転方向速度調整装置の実施例の回路図を示しているが、２４は交流１００Ｖ電源を各種電圧に低下させるタップ付変圧器である。２５は変圧器から出力される数種の電圧を切り替えるための電圧切り替えスイッチである。このタップ付変圧器２４と電圧切り替えスイッチ２５で図１における交流電圧調整器７を構成する。８はコンデンサ、９は回転方向切り替えスイッチである。２６ａ、２６ｂは、幅１０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ０.５ｍｍの変圧器に使用されるＩ型鋼板を２０枚程度積層した鉄心に直径０.４ｍｍのホルマール線を５００回程度巻きつけた移動磁界発生コイルである。この回路で図１における回転方向速度調整装置Ｃを構成している。

以上の回路を図２の構成図に示すように配置する。物体はアルミニウム製の飲料容器（直径６６ｍｍ、長さ１６５ｍｍ、重量２６ｇ、４００ｍｌ容器）を用い、浮上補助永久磁石として容器のキャップの裏に、直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、重量１３ｇ表面磁束密度１４０ｍＴのフェライト製丸形永久磁石を貼り付けている。吸引電磁石５と浮上補助永久磁石２の極性は、互いに吸引し合うようにしておく。実施例の場合吸引電磁石５がＮ極で空中浮上回転体Ａを吸引するようにしておき、空中浮上回転体Ａに取付けている浮上補助永久磁石２は吸引磁石５に対面する側をＳ極となるようにしている。これで空中浮上回転体Ａを構成する。

次に、実施例における空中浮上回転体Ａが浮上する時の回路の動作を説明する。図５において直流変換回路３として直流１５Ｖ、８００ｍＡアダプタを用いたが、容量は空中浮上制御装置の全ての電流をまかなうようにしておく必要がある。吸引電磁石５は幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ０.５ｍｍの変圧器に使用されるＩ型鋼板を５０枚程度積層した鉄心に直径０.３２ｍｍのホルマール線を７００回程度巻きつけた電磁石であるが、直流に対する抵抗値が２５Ω程度であり、１５Ｖの電源では、トランジスタの電圧降下により最大５５０ｍＡ程度の電流値となる。使用しているフェライト永久磁石との組み合わせでは、吸引電磁石と空中浮上回転体Ａとの距離である２０ｍｍ離した状態で、相互の吸引力が約６０ｇとなる。このことから実施例の装置では浮上補助永久磁石の重量を除いた物体の重量が４５ｇ程度まで安定浮上可能である。

センサー回路と演算増幅器の回路は、吸引電磁石５の電流増加による電圧変動を避けるため、直流レギュレーターＩＣ１７を用いて定電圧を確保している。実施例では、７８０５という三端子レギュレーターを用いて５Ｖを確保している。このＩＣから赤外線ダイオード６ａ、フォトトランジスタ６ｂ、演算増幅器１８、１９に電流を供給する。赤外線ダイオード６ａは、５０ｍＡ程度の電流値となるよう抵抗値を決める。赤外線を正面より受けるフォトトランジスタ６ｂは本回路の場合、赤外線の受光量に応じて０Ｖから４Ｖの電圧を信号電圧として出力することができる。赤外線ダイオード６ａとフォトトランジスタ６ｂとの距離は１００ｍｍ程度である。フォトトランジスタ６ｂからの信号電圧を演算増幅器１８にて受ける。演算増幅器１８の出力電圧を比例的に増減させるためにゲイン調整可変抵抗２０を設け、ポテンショメータ的な用い方をしているが、１０ｋΩ可変抵抗としている。実施例の回路の場合、演算増幅器１９への入力電圧は、フォトトランジスタの出力電圧が４Ｖの場合、０Ｖから４Ｖの範囲で調整できる。この電圧調整が、空中浮上制御装置全体のゲイン調整の役割を果たすことになる。この演算増幅器１８、１９にはマイナスの電圧を用意する必要が無い単電源タイプを用いるのが良い。以上の回路の全電流は最大で７００ｍＡ程度となり、直流変換回路３として直流１５Ｖ、８００ｍＡアダプタでよいことになる。

演算増幅器１９からの信号電圧を、信号増幅トランジスタ２１で信号を増幅し、次段のパワートランジスタ２２で吸引電磁石に最大５５０ｍＡの電流を吸引電磁石に供給する機能を持たせている。吸引電磁石の電流が急激に変化すると吸引電磁石の端子に逆高電圧が発生する。この逆高電圧を逃がし、トランジスタの破壊を防止するためのダイオード２３を設置する。耐電圧５０Ｖ以上のダイオードを用いている。

図２は本発明装置の一実施形態の模式的な構成図を示すが、この図２に示す空中浮上回転体Ａが浮上する位置は、図３において赤外線ダイオード６ａ、フォトトランジスタ６ｂを結ぶ線であるＸ１−Ｘ２の高さであるが、実施例では、この高さは吸引電磁石の下方２０ｍｍの位置としている。空中浮上回転体Ａが、Ｘ１−Ｘ２の高さより少しでも上昇すると、赤外線ダイオード６ａからの赤外線を空中浮上回転体Ａが遮ることになり、フォトトランジスタ６ｂの出力信号電圧が低下し、演算増幅器１８，１９の信号電圧を低下させ、信号増幅トランジスタ２１、パワートランジスタ２２をとおして、吸引電磁石５への供給電流を減少させ、空中浮上回転体Ａを自重により下降させる。空中浮上回転体Ａが下降し、Ｘ１−Ｘ２の高さより下がると、空中浮上回転体Ａが赤外線ダイオード６ａからの赤外線を遮らず、フォトトランジスタ６ｂの出力信号電圧が上昇し、前述の作用とは反対に動作することで、吸引電磁石５への供給電流を増加させ、空中浮上回転体Ａを上昇させる。これが極めて狭い高さの範囲で自動制御されるので、空中浮上回転体Ａは安定した高さで安定することになる。実施例の装置では浮上補助永久磁石の能力を変えることで、浮上補助永久磁石の重量を含まない物体の重量が６０ｇ程度まで安定浮上可能であることを確認している。

図６において、交流１００Ｖ電源を低下させるタップ付変圧器２４と変圧器から出力される数種の電圧を切り替えるための電圧切り替えスイッチ２５で、図１における交流電圧調整器７を構成する。実施例の装置では変圧器の出力電圧は４Ｖ、６Ｖ、８Ｖが用意されており、電流容量は１.２Ａである。コンデンサ８の仕様は１００μＦ、耐電圧５０Ｖである。幅１０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ０.５ｍｍの変圧器に使用されるＩ型鋼板を２０枚程度積層した鉄心に直径０.４ｍｍのホルマール線を５００回程度巻きつけて移動磁界発生コイル２６ａ、２６ｂとする。電気的仕様は抵抗５Ω、遅れリアクタンス１３Ωの要素を持つ。電圧切り替えスイッチ２５で電圧を変えることにより、コイルに流れる電流を変え、その結果移動磁界の強さを変えることができ、空中浮上回転体の回転速度を調整することができる。さらに回転方向切り替えスイッチ９で移動磁界の方向を逆方向に変えることができるので回転方向を変えることが可能となる。この回路で図１における回転方向速度調整装置Ｃを構成している。なお、電圧調整器として、小型単巻変圧器を用いると、連続した電圧の調整が可能となり、空中浮上回転体の回転速度の微調整が可能となる。移動磁界発生コイル２６ａ、２６ｂの取り付けは、面ファスナーを用いており移動可能なようにしている。実施例の装置では、２０ｒｐｍから１８０ｒｐｍの回転数の調整を確認している。

浮上補助永久磁石２は実施例の装置では、アルミニウム製の飲料容器のキャップの裏に、直径２０ｍｍ、厚さ６ｍｍのフェライト製丸形永久磁石を貼り付けている。浮上補助永久磁石２の磁力の強さは空中浮上回転体Ａの重量と大きな関係がある。空中浮上回転体Ａの浮上位置は吸引電磁石５の下方２０ｍｍとしているが、浮上高さであるＸ１−Ｘ２の高さ位置にあるとき、吸引電磁石５の吸引作用がないときに空中浮上回転体Ａが自重で落下し、しかも吸引電磁石５に最大電流を流したときに、吸引電磁石５に吸引され上昇するように永久磁石を選択するがこれは簡単にできる。実施例では表面磁束密度が１２０ｍＴのものを使用している。次にフォトトランジスタ６ｂが動作するようにして、フォトトランジスタ６ｂの信号電圧に対する吸引電磁石ドライバ４による吸引電磁石５への供給電流のゲインをゲイン調整可変抵抗２０で調整することで微調整ができる。
「実施形態の効果」

この実施形態の空中浮上原理、移動磁界発生コイルの取付け位置の移動調整により、物体はその大きさ、形状の制約が少なくなる。回転方向速度調整装置Ｃの働きで、空中浮上回転体Ａが回転し、移動磁界の強さを調整して速度を変えることができる。また空中浮上回転体が見えない部分は、移動磁界発生コイルで遮られる部分のみで、しかも移動磁界発生コイルは装置の背面に位置するので、ほとんどの方向から空中浮上回転体を見ることができる。このことによりデモンストレーションの効果がより大きくなる。

「他の実施形態」
図１の実施形態では、物体は一部に円筒形のある形としているが、他の実施形態では、図７に示すように、物体は球形物体２７でも良い。球形物体２７を導電性金属で製作せず、プラスチック等を用いた場合は導電性金属テープ２８を貼り付ける。また、回転方向速度調整装置Ｃに通電をしなければ物体は静止する。この場合、物体の形状は任意で良く、材質は軽量な材料であれば良い。一例としてフィギュア人形を空中浮上の物体とすることもできる。物体の回転は人力や風力のような外的な圧力を用いていないので、装置のベース上部又は装置全体をアクリル材やガラス材やプラスチック等で作った透明ケース２９に入れても良い。

また図２の移動磁界発生手段の実施形態では、一対のコイルで成す移動磁界発生コイル１０の一方のコイルに直列にコンデンサ８を接続して交流電流を供給する方式であったが、他の実施形態では、くま取りコイルを用いた方式でも良い。また図８に示すように、導電性の物体1の直下で物体より適宜離間して永久磁石３０をモーター３１で回転させて移動磁界を得る方法でも良い。この場合、モーター３１の回転方向に物体１は回転するので、モーターの回転方向を変えると物体１の回転方向を変えることができる。またモーター３１の回転速度及び永久磁石３０と物体１との離間距離を変えることで、物体１の回転速度が調整できる。

吸引電磁石５は幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ０.５ｍｍの変圧器に使用されるＩ型鋼板を積層した鉄心にホルマール線を７００回程度巻きつけた電磁石であるが、Ｉ型鋼鈑をＥ型鋼鈑に替えて積層した鉄心を用いたものでも良い。

本発明装置の一実施形態の模式的な電気的構成図である。 本発明装置の一実施形態の模式的な構成図である。 本発明の空中浮上回転体と吸引磁石および変位センサーの位置関係を表す一実施形態の模式的な斜視図である。 本発明装置の移動磁界発生コイルと浮上回転宣伝体との位置関係を表す一実施形態の模式的な平面図である。 本発明装置の空中浮上制御装置の実施例の回路図である。 本発明装置の回転方向速度調整装置の実施例の回路図である。 本発明装置の一例の模式的な斜視図である。 本発明装置の一例の移動磁界を得る方法を示す図である。

符号の説明

Ａ・・・空中浮上回転体
Ｂ・・・空中浮上制御装置
Ｃ・・・回転方向速度調整装置
Ｘ１、Ｘ２・・・空中浮上回転体Ａが浮上する高さ位置
１・・・物体
２・・・浮上補助永久磁石
３・・・直流変換回路
４・・・吸引電磁石ドライバ
５・・・吸引電磁石
６ａ、６ｂ・・・変位センサー
７・・・交流電圧調整器
８・・・コンデンサ
９・・・回転方向切り替えスイッチ
１０・・移動磁界発生コイル
１１・・吸引電磁石ドライバ回路
１２・・回転方向速度調整回路
１３・・回転速度調整ボリューム
１４・・ベース
１５・・メインアーム
１６・・変位センサー固定アーム
１７・・直流レギュレーターＩＣ
１８・・演算増幅器
１９・・演算増幅器
２０・・ゲイン調整可変抵抗
２１・・信号増幅トランジスタ
２２・・パワートランジスタ
２３・・ダイオード
２４・・タップ付変圧器
２５・・電圧切り替えスイッチ
２６ａ、２６ｂ・・移動磁界発生コイル
２７・・球形物体
２８・・導電性金属テープ
２９・・透明ケース
３０・・永久磁石
３１・・モーター

Claims (3)

1. 導電材を少なくとも一部に有する物体の頂部に浮上補助永久磁石を設けた空中浮上回転体を、前記空中浮上回転体を吸引する吸引電磁石と前記空中浮上回転体の浮上設定位置からの距離に応じた信号電圧を出力する変位センサーと前記変位センサーの信号電圧を処理し前記吸引電磁石への電流の大きさを制御して供給するゲイン調整機能を有する吸引電磁石ドライバと前記変位センサーおよび前記吸引電磁石ドライバに直流電流を供給する回路で構成した空中浮上制御装置の前記吸引電磁石と物体の重量に適する吸引力を持つ前記浮上補助永久磁石との吸引力の相互作用により、物体の形や大きさや重量を変更しても空中の一定位置に安定浮上させ、その状態で、取付け位置が移動可能な移動磁界発生手段と回転方向切り替えスイッチで構成した回転方向速度調整装置が発生する移動磁界を前記空中浮上回転体に与えることにより、前記物体の導電材部に誘導電流を発生させて、電磁作用による磁気力で前記空中浮上回転体を回転させることで、その回転方向を変えたり回転速度を調節することが簡易な構造でできることを特徴とする空中浮上回転装置。
2. 請求項１記載の空中浮上回転装置において、前記導電材を少なくとも一部に有する物体が、非導電材からなる材質の物体の外表面に導電材箔を装着させた物体であることを特長とする空中浮上回転装置。
3. 請求項１記載の空中浮上回転装置において、前記導電材を少なくとも一部に有する物体が、アルミニウム製の飲料容器であることを特徴とする空中浮上回転装置。
   

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