JP5364217B2 - 永久磁石を利用した駆動機構 - Google Patents

Description

この発明は、永久磁石を利用した駆動機構に関する。

従来から永久磁石を利用した駆動機構に関しては種々の提案がされていた（例えば、特許文献１、２、３、４、５）。

しかし、実用に供し得る、永久磁石を利用した駆動機構に関する提案はなかった。

特開平５−１１１２６９号公報 特開平７−２２２４２９号公報 特開平８−１２６２９７号公報 特開２００１−３０９６４０号公報 特開２００７−２５９６８４号公報

この発明は、永久磁石を利用した駆動機構であって、実用に供し得るものを提案することを目的にしている。

請求項１記載の発明は、
平坦な表面１ａに磁石の一方の磁極（Ｎ）、背面１ｂに他方の磁極（Ｓ）を備えていて、前記二つの磁極（Ｎ、Ｓ）と直交する方向に一方の側から当該一方の側に対向する他方の側に向かって伸びる板状磁石１と、
前記板状磁石１の表面１ａの側で、前記板状磁石１の表面１ａに直交する平面上に、前記板状磁石１と所定の間隔をあけて配置される第一の環状磁石体５０と
で構成される駆動機構であって、
前記第一の環状磁石体５０は、前記板状磁石１の前記一方の側の端部１ｄと前記他方の側の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置に円周の中心７を有する円周上に、両端部にそれぞれ異なる磁極を有する複数個の第二の小型棒状磁石９ａ、〜、９ｋが、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石９ａの前記板状磁石１の一方の側に対応する一方の側の端部９１に対向する他方の側の端部から隣接する他の第二の小型棒状磁石９ｂの方向に向かう隣接する第二の小型棒状磁石９ａ、〜、９ｋ同士の間に所定の間隔Ｌ３を空けて配置されて構成されており、
前記複数個の第二の小型棒状磁石９ａ、〜、９ｋは、それぞれ、一方の側の端部と当該一方の側に対向する他方の側の端部にそれぞれ異なる磁極（Ｎ、Ｓ）を備えており、
前記複数個の第二の小型棒状磁石９ａ、〜、９ｋ中、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石９ａは、当該第二の小型棒状磁石９ａの前記板状磁石１の一方の側に対応する前記一方の側の端部９１が備えている磁極（Ｎ）が前記板状磁石１の表面１ａと同一の磁極（Ｎ）であって、前記板状磁石１による磁界の範囲内で、前記板状磁石１の一方の側に対応する前記一方の側の端部９１が、前記板状磁石１の前記一方の側の端部１ｄと前記他方の側の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置から前記板状磁石１の前記一方の側に向かってわずかに突出する位置に配置され、
前記板状磁石１に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石９ａの前記板状磁石１の一方の側に対応する一方の側の端部９１に対向する他方の側の端部から隣接する他の第二の小型棒状磁石９ｂの方向に向かう隣接する第二の小型棒状磁石９ａ、〜、９ｋ同士の間の前記所定の間隔Ｌ３が、隣接する各第二の小型棒状磁石９ａ、〜、９ｋ同士が互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲に設定されていることにより、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石９ａの前記板状磁石１の一方の側に対応する前記一方の側の端部９１から、第二の小型棒状磁石９ａの前記一方の側の端部９１に対向する他方の側の端部を介して、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石９ａの前記一方の側の端部９１に対して、前記他方の側の端部９２を対向させて隣接して配備されている前記第二の小型棒状磁石９ｋの当該他方の側の端部９２まで磁力線が形成され、
前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石９ａと、前記円周の前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石９ａの前記一方の側の端部９１に隣接する他の前記第二の小型棒状磁石９ｋの前記他方の側の端部９２との間の間隔が、互いの磁力によって引き合うことができない大きさであることにより
前記円周の中心７を中心として、前記第一の環状磁石体５０が、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石９ａから、前記第二の小型棒状磁石９ａの前記一方の側の端部９１に対して前記他方の側の端部９２を対向させて隣接する他の前記第二の小型棒状磁石９ｋの方向に向かって回動し、
前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石９ａの前記一方の側の端部９１に対して前記他方の側の端部９２を対向させて隣接する他の前記第二の小型棒状磁石９ｋの、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石９ａの前記一方の側の端部９１に対向する前記他方の側の端部９２に対向する前記一方の側の端部が、
前記回動開始前に、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されていた前記第二の小型棒状磁石９ａの、前記板状磁石１の一方の側に対応する前記一方の側の端部９１が、前記板状磁石１の前記一方の側の端部１ｄと前記他方の側の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置から前記板状磁石１の前記一方の側に向かって突出していた大きさよりも大きく、前記板状磁石１の前記一方の側の端部１ｄと前記他方の側の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置から前記板状磁石１の前記一方の側に向かって、突出する位置まで回動することを利用する
ことを特徴とする永久磁石を利用した駆動機構
である。

請求項２記載の発明は、
前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石１０ａの前記一方の側の端部１０１に対して前記他方の側の端部を対向させて隣接する他の前記第二の小型棒状磁石１０ｆの、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石１０ａの前記一方の側の端部１０１に対向する前記他方の側の端部に対向する前記一方の側の端部が当該端部を中心として、前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石１０ａの前記一方の側の端部１０１に対向する前記他方の側の端部が、前記円周の中心７方向に向けて回動することにより、
前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石１０ａと、前記円周の前記板状磁石１に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石１０ａの前記一方の側の端部１０１に隣接する他の前記第二の小型棒状磁石１０ｆの前記他方の側の端部との間の間隔が、互いの磁力によって引き合うことができない大きさに広げられる
ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石を利用した駆動機構
である。

この発明によれば、永久磁石を利用した駆動機構であって、実用に供し得るものを提供することができる。

（ａ）は、この発明の第一の実施形態を説明する一部を省略した平面図、（ｂ）は、図１（ａ）図示の状態から磁石を搭載した板状体が図中、左側方向に移動した状態を説明する一部を省略した平面図。 図１図示の実施形態の他の例を説明する図であって、（ａ）は一部を省略した平面図、（ｂ）は図２（ａ）図示の状態から磁石を搭載した板状体が図中、左側方向に移動した状態を説明する一部を省略した平面図、（ｃ）は、図２（ａ）の右側面図。 この発明の他の実施形態を説明する参考の平面図であって、磁石の移動が生じない状態の平面図。 図３図示の実施形態において磁石の移動が開始される状態の平面図。 図４図示の状態から開始された磁石の移動が完了した状態の平面図。 この発明の更に他の実施形態を説明する平面図。 図６図示の実施形態において、磁石の移動が開始される状態の平面図。 図７図示の状態からの磁石の移動の状態を説明する平面図。 図８の状態に引き続く磁石の移動の状態を説明する平面面。 図６〜図９図示の実施形態の他の実施例を説明する平面図。 図１０図示の状態からの磁石の移動の状態を説明する平面図。 （ａ）、（ｂ）は、図１０図示の実施形態において、環状磁石体が、回転軸が伸びる方向で複数段配備されるときの各段に配備される磁石の配置形態の一例を説明する平面図。 図１２図示のように複数段配置されている環状磁石体を備えている本発明の駆動機構を説明する側面図。 本発明の駆動機構の原理を説明する図。 本発明の駆動機構の原理を説明する図。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について、いくつかの実施例に基づいて説明する。

図１、図２を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。

この実施例の永久磁石を利用した駆動機構は、板状磁石１と、棒状磁石６とによって構成されている（図１）。

棒状磁石６の下端は、板状体３の上面に固定されており、板状体３はスライドレール２の上をスライド可能になっている。

板状磁石１は、平坦な表面１ａに磁石の一方の磁極（図１（ａ）の実施形態ではＮ極）、背面１ｂに他方の磁極（図１（ａ）の実施形態ではＳ極）を備えている。板状磁石１は、前記二つの磁極と直交する方向（図１（ａ）中、左右方向）に、一方の側１ｄから当該一方の側１ｄに対向する他方の側１ｃに向かって伸びている。

棒状磁石６は、板状磁石１の表面１ａの側に、板状磁石１と所定の間隔をあけて、板状磁石１の表面１ａと平行に、板状磁石１の一方の側１ｄに対応する一方の側（図１（ａ）中、左側）から、板状磁石１の他方の側１ｃに対応する他方の側（図１（ａ）中、右側）に向かって伸び、板状磁石１の表面１ａと平行に移動可能に配置されている。

棒状磁石６の一方の側（図１（ａ）中、左側）の端部６１は板状磁石１の表面１ａと同一の磁極（図１（ａ）の実施形態ではＮ極）、棒状磁石６の他方の側（図１（ａ）中、右側）の端部６２は板状磁石１の背面１ｂと同一の磁極（図１（ａ）の実施形態ではＳ極）を備えている。

板状磁石１の表面１ａと棒状磁石６との間の間隔Ｌ２は、棒状磁石６が板状磁石１による磁界の範囲内に配置されるように設定されている。

棒状磁石６の一方の側（図１（ａ）中、左側）の端部６１は、板状磁石１の一方の側の端部１ｄと他方の側の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置から板状磁石１の一方（図１（ａ）中、左側）の側に向かってわずかに突出する位置に配置されている（図１（ａ））。棒状磁石６の他方の側（図１（ａ）中、右側）の端部６２は、板状磁石１の他方の側（図１（ａ）中、右側）に位置するように配置されている。

図１（ａ）図示のように、棒状磁石６を手で押さえて、棒状磁石６の一方の側の端部６１が、板状磁石１の一方の側の端部１ｄと他方の側の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置から板状磁石１の一方の側に向かってわずかに突出する位置に配置している状態で、棒状磁石６から手を離すと、棒状磁石６は矢印４０（図１（ａ））方向に移動を開始し、図１（ｂ）図示の状態にまで移動する。

これは図１４、図１５を用いて後述する、棒状磁石６のＮ極（端部６１）と板状磁石１の表面１ａのＮ極との間の斥力と、一方での、棒状磁石６のＳ極（端部６２）と板状磁石１の中心５ａとの間の引力との関係によるものである。

図２（ａ）〜（ｃ）は上述した図１図示の実施形態の他の実施形態を説明するものである。

図２（ａ）〜（ｃ）図示の実施形態では、図１図示の実施形態における棒状磁石６が、互いに所定の間隔Ｌ１を空けて配置されている複数個の第一の小型棒状磁石から構成されている。図２（ａ）〜（ｃ）図示の実施形態では第一の小型棒状磁石に相当する５個の小型棒状磁石４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅが採用されており、小型棒状磁石４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅの下端はいずれも板状体３の上面に固定されている。なお、以下、本明細書、図面において小型棒状磁石４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを総称して小型棒状磁石４と表すことがある。

各小型棒状磁石４ａ〜４ｅの、前述した棒状磁石６の一方の側の端部６１と他方の側の端部６２とに対応する側の各端部は、棒状磁石６の一方の側の端部６１及び他方の側の端部６２が備えている磁極とそれぞれ同一になっている。

すなわち、各小型棒状磁石４ａ〜４ｅは、図示のように、図中、左端にＮ磁、右端にＳ極を備えている。

また、隣接する各小型棒状磁石４同士の間の前記所定の間隔Ｌ１は、隣接する各小型棒状磁石４同士が互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲に設定されている。

このように、隣接する小型棒状磁石４ａと小型棒状磁石４ｂとは両者の間の間隔Ｌ１が両者の磁力によって引き合うことが可能な範囲であり、隣接する小型棒状磁石４ｂと小型棒状磁石４ｃとは両者の間の間隔Ｌ１が両者の磁力によって引き合うことが可能な範囲であるようにして連続配置されている。そこで、結局、５個の小型棒状磁石４ａ〜４ｅは、その一方の側（図１（ａ）中、左側）の端部４１が板状磁石１の表面１ａと同一の磁極（図１（ａ）の実施形態ではＮ極）で、当該一方の側に対向する他方の側（図１（ａ）中、右側）の端部４２が板状磁石１の背面１ｂと同一の磁極（図１（ａ）の実施形態ではＳ極）を備えている一本の棒状磁石と同じことになる。

そこで、図２図示の実施形態でも、図２（ａ）図示のように、小型棒状磁石４を手で押さえて、小型棒状磁石４の一方の側の端部４１が、板状磁石１の一方の側の端部１ｄと他方の側の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置から板状磁石１の一方の側に向かってわずかに突出する位置に配置している状態で、小型棒状磁石４から手を離すと、小型棒状磁石４は矢印４０（図２（ａ））方向に移動を開始し、図２（ｂ）図示の状態にまで移動する。

これも、図１４、図１５を用いて後述する、小型棒状磁石４ａのＮ極（端部４１）と板状磁石１の表面１ａのＮ極との間の斥力と、一方での、小型棒状磁石４ａのＳ極と板状磁石１の中心５ａとの間の引力との関係によるものである。

図３〜図５は本発明の他の実施形態を説明するものである。

この実施例の永久磁石を利用した駆動機構は、板状磁石１と、第一の環状磁石体に相当する環状磁石体５０（図４）とで構成されている。

板状磁石１は、実施例１、図１、図２の実施例で説明したものと同じく、平坦な表面１ａに磁石の一方の磁極Ｎ、背面１ｂに他方の磁極Ｓを備えていて、前記二つの磁極と直交する方向に一方の側（図３中、左側）から他方の側（図３中、右側）に向かって伸びるものである。

環状磁石体５０（図４）は、板状磁石１の表面１ａの側に、板状磁石１と所定の間隔をあけて、板状磁石１の表面１ａに直交する平面上に配置されている。

環状磁石体５０は、板状磁石１の一方の側（図３中、左側）の端部１ｄと他方の側（図３中、右側）の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置に円周の中心７を有する円周上に、両端部にそれぞれ異なる磁極Ｎ、Ｓを有する第二の小型棒状磁石に相当する小型棒状磁石９ａ〜９ｋが複数個互いに所定の間隔Ｌ３を空けて配置されて構成されている（図４）。

各小型棒状磁石９ａ〜９ｋの下端はそれぞれ、前記円周の中心７を中心とする環状の板状体８（図３に一点破線で表している）の上面に固定されており、環状の板状体８は、板状磁石１の表面１ａに直交する平面上で、前記円周の中心７を中心として回転運動可能になっている。このようにして環状磁石体５０が構成されている。

なお、以下、本明細書、図面において小型棒状磁石９ａ〜９ｋを総称して小型棒状磁石９と表すことがある。

複数個の小型棒状磁石９ａ〜９ｋは、それぞれ、一方の側の端部と当該一方の側に対向する他方の側の端部にそれぞれ異なる磁極Ｎ、Ｓを備えている。また、隣接する各小型棒状磁石９ａ〜９ｋ同士の間の前記所定の間隔Ｌ３は、隣接する各小型棒状磁石９ａ〜９ｋ同士が互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲に設定されている。

この結果、Ｎ極になっている小型棒状磁石９ａの一方の端部から、Ｓ極になっている小型棒状磁石９ｋの他方の端部まで、連続している円周状の環状磁石体が配置されているのと同じことになる。

複数個の小型棒状磁石９ａ〜９ｋ中、中心７を中心とする前記の円周の板状磁石１に最も近接する個所に配置される小型棒状磁石９ａは、板状磁石１による磁界の範囲内に配置されている。

すなわち、板状磁石１の表面１ａと小型棒状磁石９ａとの間の間隔Ｌ４（図３）は、小型棒状磁石９ａが板状磁石１による磁界の範囲内に配置されるように設定されている。

また、小型棒状磁石９ａの板状磁石１の一方の側（１ｄ）に対応する一方の側の端部９１が備えている磁極は、板状磁石１の表面１ａと同一の磁極Ｎになっている。

更に、小型棒状磁石９ａの、板状磁石１の一方の側（１ｄ）に対応する一方の側の端部９１は、板状磁石１の一方の側の端部（１ｄ）と他方の側の端部（１ｃ）との間の中心５に対応する位置から板状磁石１の一方の側（１ｄ）に向かってわずかに突出する位置に配置されている（図３、図４）。

そして、複数個の小型棒状磁石９ａ〜９ｋ中、中心７を中心とする円周の板状磁石１に最も近接する個所に配置されている小型棒状磁石９ａの一方の側の端部９１と隣接する他の小型棒状磁石９ｋの他方の側の端部との間の間隔は、複数個の小型棒状磁石９ａ〜９ｋ中、前記の円周の板状磁石１に最も近接する個所に配置されている小型棒状磁石９ａと、小型棒状磁石９ａの一方の側の端部と隣接する他の小型棒状磁石９ｋとの間で互いの磁力によって引き合うことができない大きさに広げられている（図４）。

これをわかりやすくするため、図３に、小型棒状磁石９ａと、小型棒状磁石９ｋとの間に、それぞれ、間隔Ｌ３をあけて、小型棒状磁石９ａ〜９ｋと同一の小型棒状磁石９ｌが配置されている状態を図示し、図４に、図３図示の状態から小型棒状磁石９ｌを取り除いて、小型棒状磁石９ａと、小型棒状磁石９ｋとの間の間隔を他の小型棒状磁石９同士の間隔Ｌ３より大きくした状態を表す。

図３図示の状態で存在していた小型棒状磁石９ｌを取り除くと、環状磁石体５０は、矢印３０（図４）方向に移動を開始し、図５図示の状態にまで移動する。

これも、図１４、図１５を用いて後述する、小型棒状磁石９ａのＮ極（端部９１）と板状磁石１の表面１ａのＮ極との間の斥力と、一方での、小型棒状磁石９ａのＳ極と板状磁石１の中心５ａとの間の引力との関係によるものである。

図６〜図９は、図３〜図５を用いて説明した実施例２の他の実施形態を説明するものである。

図６〜図９の実施形態における第二の環状磁石体に相当する環状磁石体５１は、基本的に実施例２で説明した環状磁石体５０と同一の構造になっている。そこで、図６〜図９の実施形態では、円周の中心７を中心とする環状の板状体８は、図面では、省略している 。第三の小型棒状磁石に相当する小型棒状磁石１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの下端はそれぞれ環状の板状体８（不図示）の上面に固定されている。

環状磁石体５１は、板状磁石１の一方の側（図６中、左側）の端部１ｄと他方の側（図６中、右側）の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置に円周の中心７を有する円周上に、両端部にそれぞれ異なる磁極Ｎ、Ｓを有する小型棒状磁石１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆが複数個互いに所定の間隔Ｌ８及び、Ｌ７を空けて配置されて構成されている（図６）。

なお、以下、本明細書、図面において小型棒状磁石１０ａ〜１０ｆを総称して小型棒状磁石１０と表すことがある。

上述したように、小型棒状磁石１０ａ〜１０ｅの下端は、実施例２の場合と同じく、円周の中心７を中心とする環状の板状体８（不図示）の上面に固定されている。

一方、小型棒状磁石１０ｆは、図６中、Ｎ極の側の端部がピン１１によって環状の板状体８（不図示）の上面に支持され、このピン１１によって支持されるＮ極の側の端部を中心として、Ｓ極の側の端部を前記円周の中心７の方向に向けて、矢印３１で示すように回動可能になっている。

複数個の小型棒状磁石１０ａ〜１０ｆは、それぞれ、一方の側の端部と当該一方の側に対向する他方の側の端部にそれぞれ異なる磁極Ｎ、Ｓを備えている。また、隣接する各小型棒状磁石１０ａ〜１０ｆ同士の間の前記所定の間隔Ｌ７、Ｌ８は、隣接する各小型棒状磁石１０ａ〜１０ｆ同士が互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲に設定されている。

この結果、Ｎ極になっている小型棒状磁石１０ａの一方の端部から、Ｓ極になっている小型棒状磁石１０ｆの他方の端部まで、連続している円周状の環状磁石体が配置されているのと同じことになっている。

小型棒状磁石１０ａと１０ｂとの間の間隔、小型棒状磁石１０ｂと１０ｃとの間の間隔、小型棒状磁石１０ｃと１０ｄとの間の間隔、小型棒状磁石１０ｄと１０ｅとの間の間隔、小型棒状磁石１０ｅと１０ｆとの間の間隔はいずれもＬ８である。一方、小型棒状磁石１０ｆと１０ａとの間の間隔はＬ７である。そして、Ｌ７の方がＬ８より大きくなっている。そこで、小型棒状磁石１０ｆと１０ａとの間の互いに引き合う磁力は、他の小型棒状磁石１０同士の間の磁力より小さくなっている。

複数個の小型棒状磁石１０ａ〜１０ｆ中、中心７を中心とする前記の円周の板状磁石１に最も近接する個所に配置される小型棒状磁石１０ａは、実施例２の場合と同じく、板状磁石１による磁界の範囲内に配置されている。

すなわち、板状磁石１の表面１ａと小型棒状磁石１０ａとの間の間隔Ｌ４は、小型棒状磁石１０ａが板状磁石１による磁界の範囲内に配置されるように設定されている。

また、小型棒状磁石１０ａの板状磁石１の一方の側（１ｄ）に対応する一方の側の端部１０１が備えている磁極は、板状磁石１の表面１ａと同一の磁極Ｎになっている。

更に、小型棒状磁石１０ａの、板状磁石１の一方の側（１ｄ）に対応する前記一方の側の端部１０１は、板状磁石１の前記一方の側の端部（１ｄ）と前記他方の側の端部（１ｃ）との間の中心５に対応する位置から板状磁石１の前記一方の側（１ｄ）に向かってわずかに突出する位置に配置されている（図６）。

環状磁石体５１を図６図示の状態で手により押さえつけておき、次いで、手を環状磁石体５１から離すと、環状磁石体５１は、矢印３０（図７）方向に移動を開始し、同時に、小型棒状磁石１０ｆのＳ極の側の端部が、ピン１１を回転中心として円周の中心７の方向に向けて矢印３１で示すように回動開始し（図７）、図８図示の状態になる。

これは、図１４、図１５を用いて後述する、小型棒状磁石１０ａのＮ極（端部１０１）と板状磁石１の表面１ａのＮ極との間の斥力と、一方での、小型棒状磁石１０ａのＳ極と板状磁石１の中心５ａとの間の引力、そして、間隔Ｌ７、Ｌ８が隣接する各小型棒状磁石１０同士が互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲に設定されていながら、Ｌ７の方がＬ８より大きくなっていて小型棒状磁石１０ｆと１０ａとの間の互いに引き合う磁力が他の小型棒状磁石１０同士の間の磁力より小さくなっていること、更に、小型棒状磁石１０ｆのＮ極と板状磁石１の表面１ａのＮ極との間の斥力、小型棒状磁石１０ｆのＳ極と板状磁石１の中心５ａとの間の引力との関係によるものである。

環状磁石体５１には不図示のカム機構が備えられており、環状磁石体５１が図６、図７図示の状態から１８０度回転した位置で、環状磁石体５１が備えている不図示のカム機構によって、小型棒状磁石１０ｆはピン１１を回転中心として矢印３２（図９）で示す方向に回動し、図６に図示されていた元の環状の状態に復帰する。

こうして、環状磁石体５１が回転を続けて図６図示の状態に戻った際の図７図示の、ピン１１を回転中心とした矢印３１方向の回動に備える。

なお、図３〜５を用いて説明した実施例２では、小型棒状磁石９ａ〜９ｋの円周方向の長さはいずれも同一であったが、図６〜図９の実施例では、小型棒状磁石１０ａ、１０ｃ、１０ｅの円周方向の長さＬ５と、小型棒状磁石１０ｂ、１０ｄ、１０ｆの円周方向の長さＬ６とは異なっている。すなわち、隣接する小型棒状磁石１０の円周方向の長さが互いに異なる二種類の小型棒状磁石１０が円周方向に交互に配置されている。図示の実施形態では、Ｌ６：Ｌ５＝３：２であり、円周方向の長さＬ５の小型棒状磁石１０ａと、円周方向の長さＬ６の小型棒状磁石１０ｂを一組として、三組が円周方向に配置される構成になっている。

そして、上述した実施形態では、図６、図７図示のように、中心７を中心とする円周の板状磁石１に最も近接する個所に配置されている小型棒状磁石１０ａの円周方向の長さと、中心７を中心とする円周の板状磁１石に最も近接する個所に配置されている小型棒状磁石１０ａの一方の側の端部１０１に隣接する他の小型棒状磁石１０ｆの円周方向の長さとの関係が２：３になっている。

環状磁石体５１の矢印３０（図７）方向への回転運動を開始させる上で、この状態から開始させることが最も効率的だからである。

図１０、図１１は、図６〜図９を用いて説明した実施例３の他の実施形態を説明するものである。

実施例３（図６〜図９）と共通する部分には共通する符号を用いてその説明を省略する。

図１０、１１図示の実施形態においては、図６〜９の実施形態における環状磁石体５１が、環状磁石体２０になっている。

また、図６〜９の実施形態における小型棒状磁石１０ａ、１０ｃ、１０ｅが、それぞれ、小型棒状磁石１２ａ、１２ｂ、１２ｃになっている。また、図６〜９の実施形態における小型棒状磁石１０ｂ、１０ｄ、１０ｆが、それぞれ、小型棒状磁石１３ａ、１３ｂ、１３ｃになっている。

そして、小型棒状磁石１２ａは、両端部にそれぞれ異なる磁極を有する小型棒状磁石１４ａ、１４ｂが、両者の間に、互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲の間隔Ｌ９を空けて配置されて構成されている。小型棒状磁石１２ｂは、両端部にそれぞれ異なる磁極を有する小型棒状磁石１４ｃ、１４ｄ（図面中、符号を省略）が、両者の間に、互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲の間隔Ｌ９を空けて配置されて構成されている。小型棒状磁石１２ｃは、両端部にそれぞれ異なる磁極を有する小型棒状磁石１４ｅ、１４ｆが、両者の間に、互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲の間隔Ｌ９を空けて配置されて構成されている。前記の小型棒状磁石１４ａ〜１４ｆが第四の小型棒状磁石に相当する。

また、小型棒状磁石１３ａは、両端部にそれぞれ異なる磁極を有する３個の小型棒状磁石１５ａ、１５ｂ、１５ｃが、互いの間に、互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲の間隔Ｌ１０を空けて配置されて構成されている。小型棒状磁石１３ｂは、両端部にそれぞれ異なる磁極を有する３個の小型棒状磁石１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ（図面中、符号を省略）が、互いの間に、互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲の間隔Ｌ１０を空けて配置されて構成されている。小型棒状磁石１３ｃは、両端部にそれぞれ異なる磁極を有する３個の小型棒状磁石１５ｇ、１５ｈ、１５ｉ（図面中、符号を省略）が、互いの間に、互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲の間隔Ｌ１０を空けて配置されて構成されている。前記の小型棒状磁石１５ａ〜１４ｉが第五の小型棒状磁石に相当する。

以下、本明細書、図面において小型棒状磁石１２ａ、１２ｂ、１２ｃを総称して小型棒状磁石１２、小型棒状磁石１３ａ、１３ｂ、１３ｃを総称して小型棒状磁石１３、小型棒状磁石１４ａ〜１４ｆを総称して小型棒状磁石１４、小型棒状磁石１５ａ〜１５ｉを総称して小型棒状磁石１５と表すことがある。

図１０、１１図示の実施形態において、符号Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６で示されている間隔の関係は、実施例３（図６〜図９）で説明したものと同一である。

一方、符号Ｌ７、Ｌ８で表されている間隔は、Ｌ７＝Ｌ８としている。

Ｌ９の方がＬ１０より大きいので、小型棒状磁石１２ａにおいて小型棒状磁石１４ａと１４ｂとの間の互いに引き合う磁力の方が、小型棒状磁石１３ａにおいて小型棒状磁石１５ａと１５ｂ、１５ｂと１５ｃとの間の互いに引き合う磁力より小さくなっている。

そこで、環状磁石体２０を図１０図示の状態で手により押さえつけておき、小型棒状磁石１４ｂの、板状磁石１の一方の側（１ｄ）に対応する一方の側の端部１４１が、板状磁石１の一方の側の端部（１ｄ）と他方の側の端部（１ｃ）との間の中心５に対応する位置から板状磁石１の一方の側（１ｄ）に向かってわずかに突出する位置に配置し、次いで、手を環状磁石体２０から離すと、環状磁石体２０は、矢印３０（図１０）方向に移動を開始し、同時に、小型棒状磁石１３ｃのＳ極の側の端部が、ピン１１を回転中心として円周の中心７の方向に向けて矢印３１で示すように回動開始し（図１０）、図１１図示の状態になる。

これは、図１４、図１５を用いて後述する、小型棒状磁石１４ｂのＮ極（端部１４１）と板状磁石１の表面１ａのＮ極との間の斥力と、一方での、小型棒状磁石１４ｂのＳ極と板状磁石１の中心５ａとの間の引力、そして、間隔Ｌ９、Ｌ１０が隣接する各小型棒状磁石１４、１５同士が互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲に設定されていながら、Ｌ９の方がＬ１０より大きくなっていて、小型棒状磁石１２ａにおける小型棒状磁石１４ａと１４ｂとの間の互いに引き合う磁力が、小型棒状磁石１３ａ、１３ｃにおける小型棒状磁石１５同士の間の磁力より小さくなっていること、更に、小型棒状磁石１３ｃ、１３ａを構成している小型棒状磁石１５におけるＮ極と板状磁石１の表面１ａのＮ極との間の斥力、小型棒状磁石１３ｃ、１３ａを構成している小型棒状磁石１５におけるＳ極と板状磁石１の中心５ａとの間の引力との関係によるものである。

なお、この場合、実施例３（図６〜図９）で説明したものと同じく、Ｌ７＞Ｌ８としておいてもよい。

また、Ｌ７＞Ｌ８としておき、符号１４２で示す、小型棒状磁石１４ａの、板状磁石１の一方の側（１ｄ）に対応する一方の側の端部１４２が、板状磁石１の一方の側の端部（１ｄ）と他方の側の端部（１ｃ）との間の中心５に対応する位置から板状磁石１の一方の側（１ｄ）に向かってわずかに突出する位置に配置して、これを、回転運動開始の状態にすることもできる。

図１２、１３を用いて、上述した図６〜９、図１０、１１図示の実施形態の駆動機構を用いた永続的な駆動機構について説明する。

図１０、１１で説明したように、本発明の駆動機構は、図１０図示の状態から図１１図示の状態に回転する。

そこで、上述した図６〜９、図１０、１１図示の実施形態における環状磁石体５１、２０が、環状磁石体５１、２０の前記中心を通って、板状磁石１の表面と平行に伸びていて回動可能な回転軸２２（図１３）に、回転軸２２が伸びる方向で複数段にわたって支持されている構造にする。

この際、第一段目の環状磁石体２０を、回転軸２２に図１２（ａ）図示の状態で支持されている配置にする。そして、第二段目の環状磁石体２０ａを、回転軸２２に図１２（ｂ）図示の状態で支持されている配置にする。そうすると、第一段目の環状磁石体２０が図１０図示の状態から、図１１図示のように回転したとき、すなわち、図１３で矢印２５ａで示すように回転したときに、回転軸２２も図１３で矢印２５ａで示すように回転し、最初、図１２（ｂ）図示の配置にあった第二段目の環状磁石体２０ａは、図１０に図示されていた第一段目の環状磁石体２０の位置にまで回転する。

そこで、今度は、第二段目の環状磁石体２０ａが、図１０図示の状態から、図１１図示のように回転し、図１３で矢印２５ｂで示すように回転して、回転軸２２を図１３で矢印２５ｂで示すように回転させる。

この結果、回転軸２１は連続的に矢印２５方向に回転することになる。

そこで、環状磁石体２０が、回転軸２１に支持されている円周方向の角度をそれぞれ相違させ、例えば、図１２（ａ）、（ｂ）に示した、環状磁石体２０、２０ａの配置角度とは異なる配置角度の環状磁石体２０ｂ、２０ｃ、２０ｄという複数段の配置構成にすることにより、よりスムーズに、回転軸２２を連続させて矢印２５方向に回転させることが可能になる。

この結果、図１３図示の駆動機構では、回転軸２２を中心とした矢印２５方向の回転運動が永久的に継続される。

（本発明の原理）
図１４、図１５を用いて本発明の原理を説明する。

平坦な表面１ａに磁石の一方の磁極Ｎ、背面１ｂに前記磁石の他方の磁極Ｓを備えていて、前記二つの磁極と直交する方向に一方の側（図１４中、左側）から他方の側（図１４中、右側）に向かって伸びる板状磁石１が配置されている。

板状磁石１の表面１ａの側に、板状磁石１と所定の間隔をあけて、板状磁石１の表面１ａに直交する平面上に円周８が存在していると考える。円周８の中心７は、板状磁石１の一方の側（図１４中、左側）の端部１ｄと他方の側（図１４中、右側）の端部１ｃとの間の中心５に対応する位置に存在している。

円周８上をピン１１によって回動自在に支持されている棒状磁石２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、・・・、２６ｆ）が図１４中、時計回り方向に移動していく場合を考える。

棒状磁石２６のＳ極は、常に、板状磁石１の中心５ａに向かうので、棒状磁石２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、・・・、２６ｆは、その回転位置に応じて、ピン１１を中心に、図１４図示のように傾く方向を変動させる。

図１、図２、図４、図７、図１０図示の実施形態において、棒状磁石のそれぞれ符号４１、６１、９１、１０１、１４１で示すＮ極側の端部は、板状磁石１の一方の側の端部（１ｄ）と他方の側の端部（１ｃ）との間の中心５に対応する位置から板状磁石１の一方の側（１ｄ）に向かってわずかに突出する位置に配置されている。一方、図１４で説明したように、棒状磁石２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、・・・、２６ｆ）と板状磁石１の中心５ａとの間では、棒状磁石２６のＳ極が、常に、板状磁石１の中心５ａの方向に向かう。

そこで、図１、図２、図４、図７、図１０図示の実施形態において、それぞれ、前述したように、板状磁石１の一方の側の端部（１ｄ）方向に向けた移動が開始されるのは、各棒状磁石のＮ極と板状磁石１の表面１ａのＮ極との間の斥力と、一方での、当該各棒状磁石のＳ極と板状磁石１の中心５ａとの間の引力によるものである。

図１５は、図６、図７図示の実施形態において、図７図示の位置における小型棒状磁石１０ｆのＳ極の側の端部が、ピン１１を回転中心として円周の中心７の方向に向けて矢印３１で示すように回動開始する原理を説明するものである。

前述した図１４図示のように、棒状磁石２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、・・・、２６ｆ）と板状磁石１の中心５ａとの間では、棒状磁石２６のＳ極が、常に、板状磁石１の中心５ａの方向に向かう。

一方、各棒状磁石のＮ極と、板状磁石１の表面１ａのＮ極との間では斥力が生じる。

そこで、図７で小型棒状磁石１０ｆが位置している回転角度（図１５のＡからＢまでの４５度の回転）の位置で、小型棒状磁石１０ｆのＳ極の側の端部が、ピン１１を回転中心として円周の中心７の方向に向けて矢印３１で示すように回動開始するのである。

この回動が開始される位置は、円周８の径方向においては、図１５にしましたように、円周部から中心７方向に向かって３：７の関係にある位置になる。図６〜図１１図示の実施形態では、小型棒状磁石１０ｆが、図９に示す位置で、ピン１１を回転中心として矢印３２（図９）で示す方向に回動し、図６に図示されていた元の環状の状態に復帰することを説明した。この位置は、図１５に符号Ｆで示す位置になる。小型棒状磁石１０ｆのＮ極とＳ極及び、板状磁石１の表面１ａのＮ極、そして、板状磁石１の中心５ａの方向に向かう小型棒状磁石１０ｆのＳ極の関係で、この位置で、小型棒状磁石１０ｆは、図６に図示されていた元の環状の状態に復帰することが望ましい。

以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。

例えば、図示した実施形態とＮ極、Ｓ極の配置を逆転した場合にも同様の駆動機構が成立する。

１ 板状磁石
１ａ 板状磁石の表面
１ｂ 板状磁石の背面
１ｃ 板状磁石の他方の側
１ｄ 板状磁石一方の側
２ スライドレール
３ 板状体
４（４ａ〜４ｅ） 小型棒状磁石（第一の小型棒状磁石）
５ 板状磁石の一方の側の端部と他方の側の端部との間の中心
５ａ 板状磁石の中心
６ 棒状磁石
７ 円周の中心
８ 環状の板状体
９（９ａ〜９ｋ） 小型棒状磁石（第二の小型棒状磁石）
１０（１０ａ〜１０ｆ） 小型棒状磁石（第三の小型棒状磁石）
１１ ピン
５０ 環状磁石体（第一の環状磁石体）
５１ 環状磁石体（第二の環状磁石体）
６１ 棒状磁石の一方の側の端部
６２ 棒状磁石の他方の側の端部

Claims (2)

1. 平坦な表面（１ａ）に磁石の一方の磁極（Ｎ）、背面（１ｂ）に他方の磁極（Ｓ）を備えていて、前記二つの磁極（Ｎ、Ｓ）と直交する方向に一方の側から当該一方の側に対向する他方の側に向かって伸びる板状磁石（１）と、
   前記板状磁石（１）の表面（１ａ）の側で、前記板状磁石（１）の表面（１ａ）に直交する平面上に、前記板状磁石（１）と所定の間隔をあけて配置される第一の環状磁石体（５０）と
   で構成される駆動機構であって、
   前記第一の環状磁石体（５０）は、前記板状磁石（１）の前記一方の側の端部（１ｄ）と前記他方の側の端部（１ｃ）との間の中心（５）に対応する位置に円周の中心（７）を有する円周上に、両端部にそれぞれ異なる磁極を有する複数個の第二の小型棒状磁石（９ａ、〜、９ｋ）が、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記板状磁石（１）の一方の側に対応する一方の側の端部（９１）に対向する他方の側の端部から隣接する他の第二の小型棒状磁石（９ｂ）の方向に向かう隣接する第二の小型棒状磁石（９ａ、〜、９ｋ）同士の間に所定の間隔（Ｌ３）を空けて配置されて構成されており、
   前記複数個の第二の小型棒状磁石（９ａ、〜、９ｋ）は、それぞれ、一方の側の端部と当該一方の側に対向する他方の側の端部にそれぞれ異なる磁極（Ｎ、Ｓ）を備えており、
   前記複数個の第二の小型棒状磁石（９ａ、〜、９ｋ）中、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石（９ａ）は、当該第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記板状磁石（１）の一方の側に対応する前記一方の側の端部（９１）が備えている磁極（Ｎ）が前記板状磁石（１）の表面（１ａ）と同一の磁極（Ｎ）であって、前記板状磁石（１）による磁界の範囲内で、前記板状磁石（１）の一方の側に対応する前記一方の側の端部（９１）が、前記板状磁石（１）の前記一方の側の端部（１ｄ）と前記他方の側の端部（１ｃ）との間の中心（５）に対応する位置から前記板状磁石（１）の前記一方の側に向かってわずかに突出する位置に配置され、
   前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記板状磁石（１）の一方の側に対応する一方の側の端部（９１）に対向する他方の側の端部から隣接する他の第二の小型棒状磁石（９ｂ）の方向に向かう隣接する第二の小型棒状磁石（９ａ、〜、９ｋ）同士の間の前記所定の間隔（Ｌ３）が、隣接する各第二の小型棒状磁石（９ａ、〜、９ｋ）同士が互いの磁力によって引き合うことが可能な範囲に設定されていることにより、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記板状磁石（１）の一方の側に対応する前記一方の側の端部（９１）から、第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記一方の側の端部（９１）に対向する他方の側の端部を介して、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置される第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記一方の側の端部（９１）に対して、前記他方の側の端部（９２）を対向させて隣接して配備されている前記第二の小型棒状磁石（９ｋ）の当該他方の側の端部（９２）まで磁力線が形成され、
   前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（９ａ）と、前記円周の前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記一方の側の端部（９１）に隣接する他の前記第二の小型棒状磁石（９ｋ）の前記他方の側の端部（９２）との間の間隔が、互いの磁力によって引き合うことができない大きさであることにより
   前記円周の中心（７）を中心として、前記第一の環状磁石体（５０）が、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（９ａ）から、前記第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記一方の側の端部（９１）に対して前記他方の側の端部（９２）を対向させて隣接する他の前記第二の小型棒状磁石（９ｋ）の方向に向かって回動し、
   前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記一方の側の端部（９１）に対して前記他方の側の端部（９２）を対向させて隣接する他の前記第二の小型棒状磁石（９ｋ）の、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（９ａ）の前記一方の側の端部（９１）に対向する前記他方の側の端部（９２）に対向する前記一方の側の端部が、
   前記回動開始前に、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されていた前記第二の小型棒状磁石（９ａ）の、前記板状磁石（１）の一方の側に対応する前記一方の側の端部（９１）が、前記板状磁石（１）の前記一方の側の端部（１ｄ）と前記他方の側の端部（１ｃ）との間の中心（５）に対応する位置から前記板状磁石（１）の前記一方の側に向かって突出していた大きさよりも大きく、前記板状磁石（１）の前記一方の側の端部（１ｄ）と前記他方の側の端部（１ｃ）との間の中心（５）に対応する位置から前記板状磁石（１）の前記一方の側に向かって、突出する位置まで回動することを利用する
   ことを特徴とする永久磁石を利用した駆動機構。
2. 前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（１０ａ）の前記一方の側の端部（１０１）に対して前記他方の側の端部を対向させて隣接する他の前記第二の小型棒状磁石（１０ｆ）の、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（１０ａ）の前記一方の側の端部（１０１）に対向する前記他方の側の端部に対向する前記一方の側の端部が当該端部を中心として、前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（１０ａ）の前記一方の側の端部（１０１）に対向する前記他方の側の端部が、前記円周の中心（７）方向に向けて回動することにより、
   前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（１０ａ）と、前記円周の前記板状磁石（１）に最も近接する個所に配置されている前記第二の小型棒状磁石（１０ａ）の前記一方の側の端部（１０１）に隣接する他の前記第二の小型棒状磁石（１０ｆ）の前記他方の側の端部との間の間隔が、互いの磁力によって引き合うことができない大きさに広げられる
   ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石を利用した駆動機構。

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