JP2023103750A

JP2023103750A - 磁力装置

Info

Publication number: JP2023103750A
Application number: JP2022004450A
Authority: JP
Inventors: 益幸鳴瀬; Masuyuki Naruse
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2023-07-27

Abstract

【課題】従来の磁力装置より優れた運動維持機能を発揮する磁力装置を提供する。【解決手段】磁力装置１００は、所定の固定手段に取り付けられた固定磁石ユニット１０と、固定磁石ユニット１０の磁力影響領域内を一定方向（矢線Ａ方向）に移動可能な可動磁石ユニット２０と、を備え、固定磁石ユニット１０（可動磁石ユニット２０）が、凸曲面状のＮ極とＳ極との間の変曲部１１ｂ（２１ｂ）を境に湾曲した形状をなす二つの主磁石１１（２１）と、二つの主磁石１１（２１）をそれぞれの異極同士を固着させた状態で円弧形状をなすように保持する保持手段１３（２３）と、二つの主磁石１１（２１）の開放端部１１ａ（２１ａ）にそれぞれ凸曲面部１５ａ（２５ａ）を向けた状態で固着された半球形状の補助磁石１５（２５）と、を備え、可動磁石ユニット２０が矢線Ａ方向に沿って移動し、固定磁石ユニット１０の磁力影響領域内を通過するように配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、磁力を利用して、所定の運動状態を長期間に亘って維持することができる磁力装置に関する。

本発明者は、長年に亘って、磁力を利用した運動装置について研究、開発を行い、様々な特許出願を行っているが、本発明に関連する先行出願として、例えば、特許文献１に記載された「磁力装置」がある。

特許文献１に記載された「磁力装置」は、円板状の固定手段に取り付けられた柱状の固定磁石と、支軸を中心に固定磁石の磁力影響領域内を仮想円に沿って一定方向に回転可能に配置された柱状の可動磁石と、を備え、支軸と可動磁石とがアームで連結されている。

可動磁石に仮想円に沿って一定方向に回転する力を加えると、可動磁石は固定磁石の磁力影響領域内を通過することによって固定磁石から付勢力を付与されるので、可動磁石は長時間に亘って回転運動を維持することができる。

特開２０１７－２１８９６７号公報

特許文献１に記載された「磁力装置」は優れた運動維持機能を発揮するのであるが、更なる運動維持機能の向上は、今後も重要な解決課題であり、それを実現するためには、一定方向に運動する可動磁石が固定磁石に接近する過程において可動磁石が固定磁石から受ける反発力を弱めるとともに、可動磁石が固定磁石から離れる過程において可動磁石が固定磁石から受ける付勢力を高める必要がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来の磁力装置より優れた運動維持機能を発揮する磁力装置を提供することにある。

本発明に係る磁力装置は、所定の固定手段に取り付けられた固定磁石ユニットと、前記固定磁石ユニットの磁力影響領域内を一定方向に移動可能に配置された可動磁石ユニットと、を備え、
前記固定磁石ユニット並びに前記可動磁石ユニットが、凸曲面状のＮ極とＳ極との間の変曲部を境にしてＮ極とＳ極とが互いに接近する方向に湾曲した形状をなす二つの主磁石と、二つの前記主磁石をそれぞれの異極同士を固着させた状態で円弧形状をなすように保持する保持手段と、二つの前記主磁石の開放端部にそれぞれ凸曲面部を向けた状態で固着された半球形状の補助磁石と、を備え、
前記可動磁石ユニットが、前記補助磁石側を先頭にして、且つ、前記固定磁石ユニットの前記補助磁石側から前記主磁石の固着部分に向かって移動し、前記固定磁石ユニットの磁力影響領域内を通過するように配置されたことを特徴とする。

前記磁力装置においては、半球形状の前記補助磁石の平面部に、磁性材料で形成され前記平面部から離れる方向に突出した形状の風防部材を配置することができる。ここで、前記磁性材料とは、鉄やニッケルなどのように自ら磁力は有していないが、磁石に吸着される性質を有する材料をいう。

本発明により、従来の磁力装置より優れた運動維持機能を発揮する磁力装置を提供することができる。

本発明の実施形態である磁力装置を示す一部省略平面図である。図１に示す磁力装置において可動磁石ユニットが移動する状態を示す一部省略平面図である。図１に示す磁力装置を使用した回転維持装置を示す一部省略平面図である。その他の実施形態である磁力装置を示す一部省略平面図である。図４中の矢線Ｘ方向から見た一部省略正面図である。

以下、図１～図５に基づいて、本発明の実施形態である磁力装置１００，２００について説明する。なお、図１～図５中に記入した符号Ｎ，Ｓは、それぞれの磁極の極性を示している。

図１，図２に示すように、磁力装置１００は、所定の固定手段に取り付けられた固定磁石ユニット１０と、固定磁石ユニット１０の磁力影響領域内を一定方向（矢線Ａ方向）に移動可能に配置された可動磁石ユニット２０と、を備えている。

固定磁石ユニット１０は、凸曲面状のＮ極とＳ極との間の変曲部１１ｂを境にしてＮ極とＳ極とが互いに接近する方向に湾曲した形状をなす二つの主磁石１１と、二つの主磁石１１をそれぞれの異極同士を固着させた状態で円弧形状をなすように保持する保持手段１３と、二つの主磁石１１の開放端部１１ａにそれぞれ凸曲面部１５ａを向けた状態で固着された半球形状の補助磁石１５と、を備えている。

可動磁石ユニット２０は、凸曲面状のＮ極とＳ極との間の変曲部２１ｂを境にしてＮ極とＳ極とが互いに接近する方向に湾曲した形状をなす二つの主磁石２１と、二つの主磁石２１をそれぞれの異極同士を固着させた状態で円弧形状をなすように保持する保持手段２３と、二つの主磁石２１の開放端部２１ａにそれぞれ凸曲面部２５ａを向けた状態で固着された半球形状の補助磁石２５と、を備えている。

図２に示すように、可動磁石ユニット２０は、補助磁石２５，２５側を先頭にして、且つ、固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５側から主磁石１１，１１の固着部分（保持手段１３）に向かって矢線Ａ方向に移動し、固定磁石ユニット１０の磁力影響領域内を通過するように配置されている。具体的には、図２に示すように、可動磁石ユニット２０は、固定磁石ユニット１０の上方領域であって固定磁石ユニット１０に接触しない程度離れた領域を矢線Ａ方向に移動可能な状態に配置されている。

図１に示す磁力装置１００において、固定磁石ユニット１０の右上側に位置する可動磁石ユニット２０に矢線Ａ方向の力を加えると、図２に示すように、可動磁石ユニット２０は補助磁石２５，２５側を先頭にして、固定磁石ユニット１０に接近していく。この過程においては、可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５の部分が固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５の部分に接近していくので、可動磁石ユニット２０の主磁石２１，２１が固定磁石ユニット１０の主磁石１１，１１から受ける反発力は極めて小さく、可動磁石ユニット２０は誘引ゾーンに沿って固定磁石ユニット１０に向かってスムーズに誘引されて行く。

図２に示すように、固定磁石ユニット１０に向かって移動してきた可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５がそれぞれ固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５の上方領域を通過すると、可動磁石ユニット２０は反発ゾーンに進入し、固定磁石ユニット１０から強力な反発力（付勢力）を受けるので、可動磁石ユニット２０は矢線Ａの延長方向に沿って固定磁石ユニット１０から離隔する方向へ移動していく。

前述したように、固定磁石ユニット１０の主磁石１１，１１の開放端部１１ａ，１１ａには、それぞれ補助磁石１５，１５が固着され、可動磁石ユニット２０の主磁石２１，２１の開放端部２１ａ，２１ａには、それぞれ補助磁石２５，２５が固着されているので、主磁石１１，１１の開放端部１１ａ，１１ａから可動磁石ユニット２０の主磁石２１，２１に向かって与えられる反発力を防ぐことができる。

図２に示すように、矢線Ａ方向に沿って移動してきた可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５がそれぞれ固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５上を通過すると、可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５の背面側（凸曲面部２５ａ，２５ａ）が固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５の背面側（凸曲面部１５ａ，１５ａ）から反発力（付勢力）を受けるので、可動磁石ユニット２０の主磁石２１，２１は矢線Ａ方向に沿って固定磁石ユニット１０の主磁石１１，１１の上方領域に向かってスムーズに移動していく。

可動磁石ユニット２０の主磁石２１，２１が固定磁石ユニット１０の主磁石１１，１１の上方領域を通過すると、可動磁石ユニット２０の主磁石２１，２１は、固定磁石ユニット１０の主磁石１１，１１から強力な反発力（付勢力）を受けるので、可動磁石ユニット２０は、矢線Ａの延長方向に沿って固定磁石ユニット１０から離隔する方向へ移動していく。従って、複数の固定磁石ユニット１０を所定距離隔てて配列しておけば、可動磁石ユニット２０は固定磁石ユニット１０の配列方向に沿って移動する運動を長時間に亘って維持することができる。

次に、図３に基づいて、図１に示す磁力装置１００を使用した回転維持装置５０について説明する。図３に示すように、回転維持装置５０においては、円板状の固定部材５１に立設された支軸５２を中心にして複数の固定磁石ユニット１０が一定距離を隔てて円形を成すように配列され、支軸５２に回転自在に支えられた軸受け部材５３の周囲に複数のアーム部材５４が放射状に取り付けられ、それぞれのアーム材５４の先端に可動磁石ユニット２０が取り付けられている。なお、図３においては、１組の可動磁石ユニット２０のみを示し、他の可動磁石ユニット２０を省略している。

複数の可動磁石ユニット２０は、支軸５２を中心とする仮想円（図示せず）に沿って等間隔に配列された複数の固定磁石ユニット１０の磁力影響領域内を、複数の固定磁石ユニット１０の配列方向に沿って支軸５２を中心にして回転可能である。従って、複数の可動磁石ユニット２０に矢線Ｂ方向の回転力を加えると、図１，図２に示す作用により、可動磁石ユニット２０が固定磁石ユニット１０の磁力影響領域内を通過するたびに矢線Ｂ方向の付勢力を受けるので、複数の可動磁石ユニット２０は支軸５２を中心にして長時間に亘って回転運動を維持することができる。

次に、図４，図５に基づいて、その他の実施形態である磁力装置２００について説明する。なお、図４，図５に示す磁力装置２００を構成する部分において、前述した磁力装置１００を構成する部分と共通する部分については、図１，図２中に記載した符号と同符号を付して説明を省略する。

図４，図５に示すように、磁力装置２００においては、固定磁石ユニット１０を構成する半球形状の補助磁石１５の平面部１５ｂに、磁性材料で形成され平面部１５ｂから離れる方向に突出した円錐形状の風防部材１５ｃを取り付け、可動磁石ユニット２０を構成する半球形状の補助磁石２５の平面部２５ｂに、磁性材料で形成され平面部２５ｂから離れる方向に突出した円錐形状の風防部材２５ｃを取り付けている。ここで、前記磁性材料とは、自ら磁力は有していないが磁石に吸着される性質を有する材料（例えば、鉄、ニッケルなどの材料）をいう。

図４，図５に示すように、可動磁石ユニット２０は、補助磁石２５，２５に取り付けられた風防部材２５ｃ，２５ｃ側を先頭にして、且つ、固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５に取り付けられた風防部材１５ｃ，１５ｃ側から主磁石１１，１１の固着部分（保持手段１３）に向かって矢線Ｃ方向に移動し、固定磁石ユニット１０の磁力影響領域内を通過するように配置されている。具体的には、図５に示すように、可動磁石ユニット２０は、固定磁石ユニット１０の下方領域であって固定磁石ユニット１０に接触しない程度離れた領域を矢線Ｃ方向に移動可能な状態に配置されている。

図４，図５に示す磁力装置２００において、固定磁石ユニット１０の右下側に位置する可動磁石ユニット２０に矢線Ｃ方向の力を加えると、可動磁石ユニット２０は補助磁石２５，２５の風防部材２５ｃ，２５ｃ側を先頭にして、固定磁石ユニット１０に接近していく。この過程においては、可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５の部分が固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５の部分に接近していくので、可動磁石ユニット２０の主磁石２１，２１が固定磁石ユニット１０の主磁石１１，１１から受ける反発力は極めて小さく、可動磁石ユニット２０は誘引ゾーンに沿って固定磁石ユニット１０に向かってスムーズに誘引されて行く。

また、可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５には風防部材２５ｃ，２５ｃが設けられ、固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５には風防部材１５ｃ，１５ｃが設けられているので、可動磁石ユニット２０が、風防部材２５ｃ，２５ｃ側を先頭にして固定磁石ユニット１０に接近していくときに固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５から受ける反発力（反付勢力）を緩和することができる。

風防部材２５ｃ，２５ｃ側を先頭にして、固定磁石ユニット１０に向かって移動してきた可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５がそれぞれ固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５の下方領域を通過すると、可動磁石ユニット２０は反発ゾーンに進入し、固定磁石ユニット１０から強力な反発力（付勢力）を受けるので、可動磁石ユニット２０は矢線Ｃの延長方向に沿って固定磁石ユニット１０から離隔する方向へ移動していく。

前述したように、図４，図５に示す磁力装置２００においては、固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５の平面部１５ｂ，１５ｂに磁性材料で形成された円錐形状の風防部材１５ｃ，１５ｃを取り付け、可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５の平面部２５ｂ，２５ｂに磁性材料で形成された円錐形状の風防部材２５ｃ，２５ｃを取り付けているため、可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５が固定磁石ユニット１０の補助磁石１５，１５に接近するときに補助磁石１５，１５から受ける反発力が緩和され、可動磁石ユニット２０の運動維持に有効である。

また、可動磁石ユニット２０の補助磁石２５，２５に取り付けられた風防部材２５ｃ，２５ｃは可動磁石ユニット２０の移動方向（矢線Ｃ方向）向かって尖った円錐形状をなしているので、可動磁石ユニット２０が移動していくときの空気抵抗を軽減することができる。

なお、図１～図５に基づいて説明した磁力装置１００，２００は、本発明に係る磁力装置を例示するものであり、本発明に係る磁力装置は前述した磁力装置１００，２００に限定されない。

本発明に係る磁力装置は、長期間に亘って一定の運動状態を維持することを必要とする各種産業分野において広く利用することができる。

１０固定磁石ユニット
１１，２１主磁石
１１ａ，２１ａ開放端部
１１ｂ，２１ｂ変曲部
１３，２３保持手段
１５，２５補助磁石
１５ａ，２５ａ凸曲面部
１５ｂ，２５ｂ平面部
１５ｃ，２５ｃ風防部材
２０可動磁石ユニット
５０回転維持装置
５１固定部材
５２支軸
５３軸受け部材
５４アーム部材
１００，２００磁力装置

Claims

所定の固定手段に取り付けられた固定磁石ユニットと、前記固定磁石ユニットの磁力影響領域内を一定方向に移動可能に配置された可動磁石ユニットと、を備え、
前記固定磁石ユニット並びに前記可動磁石ユニットが、凸曲面状のＮ極とＳ極との間の変曲部を境にしてＮ極とＳ極とが互いに接近する方向に湾曲した形状をなす二つの主磁石と、二つの前記主磁石をそれぞれの異極同士を固着させた状態で円弧形状をなすように保持する保持手段と、二つの前記主磁石の開放端部にそれぞれ凸曲面部を向けた状態で固着された半球形状の補助磁石と、を備え、
前記可動磁石ユニットが、前記補助磁石側を先頭にして、且つ、前記固定磁石ユニットの前記補助磁石側から前記主磁石の固着部分に向かって移動し、前記固定磁石ユニットの磁力影響領域内を通過するように配置された磁力装置。
半球形状の前記補助磁石の平面部に、磁性材料で形成され前記平面部から離れる方向に突出した突起形状の風防部材を設けた請求項１記載の磁力装置。