JP6985671B2 - Thrust generation mechanism - Google Patents
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Description
永久磁石から発せられる磁力によって移動体を移動させる推力発生機構に関する。 It relates to a thrust generation mechanism that moves a moving body by a magnetic force generated from a permanent magnet.
永久磁石を用いた搬送装置として、無接点推進装置などが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a transport device using a permanent magnet, a non-contact propulsion device or the like is known (see, for example, Patent Document 1).
前述した装置は、永久磁石から発せられる磁場を浮上のために用いるものであり、可動体の移動をするのに不十分であった。 Aforementioned apparatus was used such that the magnetic field emanating from the permanent magnet for levitation was insufficient to you the movement of the movable body.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、移動体の移動をすることができる推力発生機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object is to provide a thrust generating mechanism which can be Rukoto the movement of the moving body.
本発明に係る推力発生機構は、不動側永久磁石と、前記不動側永久磁石の両側でかつ互いに対面するように位置する第一移動側永久磁石および第二移動側永久磁石と、第一方向に移動可能でかつ前記第一移動側永久磁石および前記第二移動側永久磁石が取り付けられた移動部と、前記移動部の移動方向を前記第一方向に規制する移動方向規制部とを備え、前記第一移動側永久磁石は、前記不動側永久磁石の一方の面と対面するとともに、前記不動側永久磁石の一方の面と同一極性の第一対向面を有しており、前記第二移動側永久磁石は、前記不動側永久磁石における前記一方の面とは反対側の他方の面と対面するとともに、前記不動側永久磁石の他方の面と同一極性の第二対向面を有しており、前記不動側永久磁石における高さ方向の中心を通る中心線を第一中心線とし、前記第一移動側永久磁石の高さ方向の中心を通る中心線は、前記第一方向および高さ方向に対して垂直な方向からみて、前記第二移動側永久磁石の高さ方向の中心を通る中心線と一致しており、これらの一致した中心線を第二中心線とし、前記不動側永久磁石は、前記第一方向および高さ方向に対して垂直な方向からみて、前記第一中心線が前記第二中心線と交差するように傾斜して設けられ、前記第一移動側永久磁石および前記第二移動側永久磁石はそれぞれ、前記第一方向および高さ方向に対して垂直な方向からみて、それぞれの前記第二中心線が、前記第一中心線以下の位置になるように前記移動部に取り付けられていることを特徴とする。
The thrust generation mechanism according to the present invention includes the immovable permanent magnets, the first moving side permanent magnets and the second moving side permanent magnets located on both sides of the immovable permanent magnets so as to face each other, in the first direction. It is provided with a moving portion that is movable and to which the first moving side permanent magnet and the second moving side permanent magnet are attached, and a moving direction regulating portion that regulates the moving direction of the moving portion in the first direction. The first moving side permanent magnet faces one surface of the immovable permanent magnet and has a first facing surface having the same polarity as one surface of the immovable permanent magnet, and the second moving side. The permanent magnet faces the other surface of the immovable permanent magnet opposite to the one surface, and has a second facing surface having the same polarity as the other surface of the immovable permanent magnet. the immovable side center line passing through the center of the height direction as the first center line in the permanent magnet, the center line passing through the center in the height direction of the first movable permanent magnet, the first direction and the height direction Seen from the direction perpendicular to the direction, it coincides with the center line passing through the center in the height direction of the second moving side permanent magnet, and these matching center lines are defined as the second center line, and the immovable side permanent magnet is The first moving side permanent magnet and the first moving side permanent magnet are provided so as to be inclined so that the first center line intersects the second center line when viewed from a direction perpendicular to the first direction and the height direction. (Ii) The moving side permanent magnets are placed on the moving portion so that the second center line is located below the first center line when viewed from the directions perpendicular to the first direction and the height direction, respectively. It is characterized by being attached.
前記第一移動側永久磁石は、この第一永久磁石の前記第一対向面が、前記第一方向に向かうにつれて次第に、前記不動側永久磁石の一方の面との距離が大きくなるよう傾斜しており、前記第二移動側永久磁石は、この第二永久磁石の前記第二対向面が、前記第一方向に向かうにつれて次第に、前記不動側永久磁石の他方の面との距離が大きくなるよう傾斜しているようにしてもよい。The first moving side permanent magnet is inclined so that the first facing surface of the first permanent magnet gradually increases in distance from one surface of the immovable side permanent magnet as it goes toward the first direction. The second moving-side permanent magnet is inclined so that the second facing surface of the second permanent magnet gradually increases in distance from the other surface of the immovable-side permanent magnet as it goes toward the first direction. You may do it.
前記第一移動側永久磁石は、前記第一移動方向に沿って複数配置され、前記第二移動側永久磁石は、前記第一移動方向に沿って前記第一移動側永久磁石と同数配置され、複数の前記第一移動側永久磁石の前記第一対向面と前記不動側永久磁石の一方の面とがなす角度はそれぞれ同一であり、複数の前記第二移動側永久磁石の前記第二対向面と前記不動側永久磁石の他方の面とがなす角度はそれぞれ同一であり、前記第一移動側永久磁石の前記第一対向面と前記不動側永久磁石の一方の面とがなす角度と、前記第二移動側永久磁石の前記第二対向面と前記不動側永久磁石の他方の面とがなく角度とは同一であるようにしてもよい。 A plurality of the first moving side permanent magnets are arranged along the first moving direction, and the same number of the second moving side permanent magnets are arranged along the first moving direction as the first moving side permanent magnets. The angle formed by the first facing surface of the plurality of first moving side permanent magnets and one surface of the immoving side permanent magnets is the same, and the second facing surface of the plurality of second moving side permanent magnets is the same. And the other surface of the immovable permanent magnet are the same angle, and the angle formed by the first facing surface of the first moving side permanent magnet and one surface of the immovable permanent magnet is the same. The angle may be the same without the second facing surface of the second moving side permanent magnet and the other surface of the immoving side permanent magnet.
前記移動部は、前記不動側永久磁石の一方の面側でかつ前記第一方向に沿って延びるとともに、前記第一移動側永久磁石が取り付けられた第一取付部と、前記不動側永久磁石の他方の面側でかつ前記第一方向に沿って延びるとともに、前記第二移動側永久磁石が取り付けられた第二取付部と、前記第一取付部および前記第二取付部を互いに接続する接続部とを備え、前記第一取付部と、前記第二取付部と、前記接続部とで、前記移動方向規制部を構成しているようにしてもよい。 The moving portion extends on one surface side of the immovable permanent magnet and along the first direction, and the first mounting portion to which the first moving permanent magnet is attached and the immovable permanent magnet. A connection portion that extends on the other surface side and along the first direction and connects the second mounting portion to which the second moving side permanent magnet is mounted and the first mounting portion and the second mounting portion to each other. The moving direction restricting portion may be configured by the first mounting portion, the second mounting portion, and the connecting portion .
また、本発明に係る他の推力発生機構は、不動側永久磁石と、移動側永久磁石と、第一方向に移動可能でかつ前記移動側永久磁石が取り付けられた移動部とを備え、前記不動側永久磁石と前記移動側永久磁石とはそれぞれ、互いに対面するとともに互いに同一極性の対向面を有しており、前記不動側永久磁石は、前記対向面における厚み方向の中心を通る第一中心線が、前記移動側永久磁石の前記対向面における厚み方向の中心を通る第二中心線と交差するように傾斜して設けられ、前記移動側永久磁石は、その前記第二中心線が、前記第一中心線以下の位置になるように前記移動体に固定されていることを特徴とする。 Further, another thrust generating mechanism according to the present invention includes an immovable permanent magnet, a moving permanent magnet, and a moving portion that is movable in the first direction and to which the moving permanent magnet is attached. The side permanent magnet and the moving side permanent magnet each face each other and have opposite surfaces having the same polarity, and the immovable side permanent magnet has a first center line passing through the center of the facing surface in the thickness direction. However, the moving-side permanent magnet is provided so as to be inclined so as to intersect the second center line passing through the center in the thickness direction on the facing surface of the moving-side permanent magnet, and the moving-side permanent magnet has the second center line thereof. It is characterized in that it is fixed to the moving body so as to be at a position below one center line.
本発明によれば、移動体の移動が可能な推力発生機構を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to move the moving body to provide a thrust generating mechanism capable.
図1及び図2に示すように、第一実施形態に係る推力発生機構(推力発生装置)1は、地面や床等の平面G上に載置されて固定された第一永久磁石3と、平面Gに沿って移動可能な非磁性体の移動体(移動部)5とを有している。本実施形態では、図1及び図2に示す第一永久磁石3においては、N極を白色部分とし、S極を黒色部分としている。これについては、図3以降の図面における第一永久磁石3及び他の永久磁石についても同様である。なお、本実施形態では、白色部分をN極、黒色部分をS極としたが、白色部分をS極、黒色部分をN極としてもよいことは言うまでもない。これについては、本実施形態以外の後述する第二実施形態等の他の実施形態においても同様である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the thrust generating mechanism (thrust generating device) 1 according to the first embodiment includes a first
図1(a)及び図2に示すように、第一永久磁石3は、一直線に延びる四角柱状に形成されている。第一永久磁石3の図1(a)における左側の左部分3AはN極の磁極を有し、右側の右部分3BはS極の磁極を有している。換言すれば、第一永久磁石3の左側面(第一面)3aはN極であり、右側面(第二面)3bはS極となっている。第一永久磁石3が平面Gに載置された状態において(図1で示す状態において)、第一永久磁石3の左側面3a及び右側面3bはそれぞれ、平面Gに対して垂直な垂直面となっている(換言すれば、これらの左側面3a及び右側面3bは互いに平行となっている)。また、第一永久磁石3が平面Gに載置された状態において、第一永久磁石3の上面(図1で見て上側の面)3c及び第一永久磁石3の下面(図1見て、平面Gに接する下側の面)3dはそれぞれ、平面Gと平行な平行面となっている(換言すれば、これらの上面3c及び下面3dは互いに平行となっている)。
As shown in FIGS. 1A and 2, the first
なお、本実施形態では、第一永久磁石3は自重により平面Gに固定された状態となっているが、これに変えて、例えば、第一永久磁石3を封入した非磁性体のケースを設け、このケースを平面Gにネジ等の固定具や接着等によって固定するようにしてもよい。また、図1において、平面Gと第一永久磁石3の下面3dとの間、平面Gと移動体5の下面(後述する左右のスライド部7、9のそれぞれの下面7d、9d)との間にはそれぞれ、間隙が形成されているが、これは図を見やすくするために形成したものであり、実際には、第一永久磁石3の下面3d及び移動体5の下面と、平面Gとは接触していることは言うまでもない。
In the present embodiment, the first
移動体5は、図1(a)において、第一永久磁石3の左右にそれぞれ位置するとともに、平面Gに平行な非磁性体の左スライド部7及び右スライド部9と、これらのスライド部7、9のそれぞれの第一永久磁石3側の端部から平面Gに垂直な方向に起立する非磁性体の左起立部11、右起立部13と、これらの左右の起立部11、13の上端部間を接続するとともに、平面Gに平行な非磁性体の接続部15とを備えている。
In FIG. 1A, the
左スライド部7及び右スライド部9は、板状に形成されている。左スライド部7の上面7aには、板状に形成された3つの第二永久磁石17、19、21(以後、これらを総括して「第二永久磁石17等」と称することもある。)が、接着剤等によって固定されており、右スライド部9の上面9aにも、板状に形成された3つの第三永久磁石23、25、27(以後、これらを総括して「第三永久磁石23等」と称することもある。)が接着剤等によって固定されている。また、左スライド部7の下面7d及び右スライド部9の下面9dは、平面Gに平行になっている。
The
左スライド部7の上面7aに対する第二永久磁石17等の固定、右スライド部9の上面9aに対する第三永久磁石23等の固定は、上述の接着剤等に限定されず、例えば、左スライド部7や右スライド部9の上面7a、9aに凹部を形成し、これらの凹部にそれぞれ、第二永久磁石17等や第三永久磁石23等の下部を篏合させるようにしてもよい。また、第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等をそれぞれ封入した非磁性体のケースを設け、これらのケースをそれぞれ、左スライド部7及び右スライド部に、ネジ等の締結具や接着によって固定するようにしてもよい。要は、左スライド部7及び左スライド部9のぞれぞれの上面7a、9aに対して第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等が固定可能であれば、その固定方法については特に限定しない。
The fixing of the second
次に、第二永久磁石17等について説明するが、第二永久磁石17、19、21はいずれも同様な構成をなしているため、第二永久磁石17のみ説明し、第二永久磁石19、21については、例えば、第二永久磁石19及び21の符号19A及び21Aは、第二永久磁石17の符号17Aに相当するというように、第二永久磁石17の各部位と同様な符号を付することによってその説明を割愛する。
Next, the second
第二永久磁石17は、スライド部7に固定された状態において、その左側面17a及び右側面17bが互いに平行になっている。また、第二永久磁石17の上面17c及び下面17d(図1(a)参照)は、左側面17a及び右側面17bに対して垂直な垂直面であるとともに、これらの上面17c及び下面17dは互いに平行になっている(図1(a)参照)。また、第二永久磁石17の図2における左側の左部分17AはS極の磁性を有し、右側の右部分17BはN極の磁性を有しており、第二永久磁石17の左側面17aはS極であり、右側面(対向面)17bはN極となっている。すなわち、第二永久磁石17の右側面17bは、第一永久磁石3の左側面3aと対面(対向)している。また、第二永久磁石17の右側面17bと、第一永久磁石3の左側面3aとは、ともにN極となっており、これらの間に斥力が発生するようになっている。
The left side surface 17a and the right side surface 17b of the second
図2に示すように、第二永久磁石17は、左スライド部7の上面7aに対して、平面視において(図2で見て)、左斜め下方に傾斜するように固定されている。換言すれば、第二永久磁石17は、この第二永久磁石17の右側面17bと第一永久磁石3の左側面3aとの距離が、矢印Aで示す第一方向に向かうにつれて次第に大きくなるように、左スライド部7の上面7aに固定されている。これにより、図3(b)に示すように、第二永久磁石17の右側面17bにおける第一方向の上流側(以後、単に「上流側」と称する)の端部と第一永久磁石3の左側面3aとの距離L1は、第二永久磁石17の右側面17aにおける第一方向の下流側(以後、単に「下流側」と称する)の端部と第一永久磁石3の左側面3aとの距離L2よりも小さくなっている(L1<L2)。
As shown in FIG. 2, the second
また、第一永久磁石3の左側面3aと第二永久磁石17の右側面17bとがなす角度θ1は、10度以上でかつ27度以下(10度≦θ1≦27度)の範囲内になるようにするのが好ましい。なお、角度θ1は、22度以上でかつ24度以下(22度≦θ1≦24度)であることがより好ましい。
Further, the angle θ1 formed by the left side surface 3a of the first
ここで、図3(b)は、第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等と第一永久磁石3との位置関係を模式的に示す図であり、(a)は、図(b)を矢印a方向から見た正面図であり、(c)は、図(b)を矢印b方向から見た正面図である。この図3においては、第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等と第一永久磁石3との位置関係の説明の便宜上、図2における第一永久磁石3、第二永久磁石17等、第三永久磁石23等とは大きさを異ならせている。なお、第二永久磁石21の左部分21A及び右部分21B、第三永久磁石27の左部分27A及び27Bについては、実際には、図3(c)のように見えるのであるが、図1(a)における第二永久磁石21の左部分21A及び右部分21B、第三永久磁石27の左部分27A及び右部分27Bについては、説明の便宜上、簡略化して描画(左部分27Aと右部分27Bとの左右方向の幅が均等になるように描画)していることは言うまでもない。
Here, FIG. 3 (b) is a diagram schematically showing the positional relationship between the second
本実施形態では、図2に示すように、第二永久磁石17、19、21は、図2で見て、上下に並ぶように配置されている。また、第二永久磁石17、19、21は、スライド部7の上面7aにおいて、第二永久磁石17、19、21の最も左端をそれぞれ結ぶ線分X1と、第二永久磁石17、19、21の最も右端を結ぶ線分X2とが、第一永久磁石3の左側面3aに平行となっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the second
また、第二永久磁石17の下流側の端及び第二永久磁石19の上流側の端は、平面視において互いに隣接する位置関係にあり、第二永久磁石19の下流側の端及び第二永久磁石21の上流側の端も、平面視において互いに隣接する位置関係にある。なお、このような隣接する位置関係に限定されず、例えば、第二永久磁石19の下流側の端及び第二永久磁石21の上流側の端が若干重なる重なりの位置関係であってもよく、要は、十分な推力Pが得られれば、隣接した位置関係であっても重なりの位置関係であってもよい。これについては、後述する第三永久磁石23等についても同様である。
Further, the downstream end of the second
次に、第三永久磁石23等について説明するが、第三永久磁石23、25、27はいずれも同様な構成をなしているため、第三永久磁石23のみ説明し、第三永久磁石25、27については、例えば、第三永久磁石25及び27の符号25A及び27Aは、第三永久磁石23の符号23Aに相当するというように、第三永久磁石23の各部位と同様な符号を付することによってその説明を割愛する。また、第三永久磁石23は、主に、傾斜方向以外は、第二永久磁石17と同様な構成であるため、第二永久磁石17にて既に説明した内容については、第二永久磁石17と同様な符号を付することによって、その説明を省略又は簡略化するものとする。
Next, the third
図2に示すように、第三永久磁石23の左側面(対向面)23aと、これに対面する第一永久磁石3の右側面3bとはそれぞれS極となっており、これらの間に斥力が発生するようになっている。また、第三永久磁石23は、右スライド部9の上面9aに対して、平面視において(図2で見て)、右斜め下方に傾斜するように固定されている。換言すれば、第三永久磁石23は、この第三永久磁石23の左側面23aと第一永久磁石3の右側面3bとの距離が、矢印Aで示す第一方向に向かうにつれて次第に大きくなるように、右スライド部9の上面9aに固定されている。この第三永久磁石23の左側面23aと第一永久磁石3の右側面3bとがなす角度θ2は、上述のθ1と同一となっている。また、第三永久磁石23、25、27は、スライド部9の上面9aにおいて、第二永久磁石23、25、27の最も左端をそれぞれ結ぶ線分X3と、第二永久磁石23、25、27の最も右端を結ぶ線分X4とが、第一永久磁石3の右側面3bに平行となっている。
As shown in FIG. 2, the left side surface (opposing surface) 23a of the third
これにより、図3(b)に示すように、第三永久磁石23の左側面23aの上流側の端部と第一永久磁石3の右側面3bとの距離L3(なお、この距離L3は、距離L1と同じである。)は、第三永久磁石23の左側面23aの下流側の端部と第一永久磁石3の右側面3bとの距離L4(なお、この距離L4は、距離L2と同じである。)よりも小さくなっている(L3<L4)。
As a result, as shown in FIG. 3B, the distance L3 between the upstream end of the left side surface 23a of the third
なお、本実施形態では、3つの第二永久磁石を設けたが、第二永久磁石は単数であっても、3つ以外の複数であっても良い。これについては、第三永久磁石についても同様である。また、第二永久磁石及び第三永久磁石の個数については、同数であることが好ましいが、これらの個数が異なっていてもよい。 In this embodiment, three second permanent magnets are provided, but the number of second permanent magnets may be singular or may be plural other than three. The same applies to the third permanent magnet. Also, the second permanent magnets and the number of the third permanent magnet, which is preferably the same number, but it may also have different numbers of these.
図1(a)及び(b)に模式的に示すように、第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等の高さ方向の中心を第一方向に沿って通る中心線CL1(第二永久磁石側中心線)、CL3(第三永久磁石側中心線)と、第一永久磁石3の高さ方向の中心を第一方向に沿って通る中心線CL2(第一永久磁石側中心線)とは同一の中心線CLを構成している。すなわち、図1(a)に示すように、第二永久磁石17等は、その中心線CL1が、第一永久磁石3の中心線CL2と一致するように、左スライド部7に固定されている。同様に、第三永久磁石23等も、その中心線CL3が、第一永久磁石3の中心線CL3と一致するように、右スライド部9に固定されている。換言すれば、左スライド部7及び右スライド部9の厚み(図1における高さ方向の幅)は、第二永久磁石17等の中心線CL1及び第三永久磁石23等の中心線CL2が、第一永久磁石3の中心線CL2と一致する厚みとなっている。
As schematically shown in FIGS. 1A and 1B, the center line CL1 (second) passing through the center in the height direction of the second
ここで、上述した移動体5についてまとめると以下の通りである。上述のように、移動体5の左スライド部7及び右スライド部9には、第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等が、図2で見て左下及び右下に傾斜するように固定されている。これにより、図1(a)で示すセット状態において、第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等が、第一永久磁石3に対して角度θ1及びθ2にて傾斜する傾斜位置関係を保持するようになっている。また、移動体5の左スライド部7及び右スライド部9には、第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等が、これらの中心線CL1、CL3と第一永久磁石3の中心線CL2とが一致するように固定されている。これにより、図1(a)で示すセット状態において、図1(b)に示すように、それぞれの中心線CL1、CL2、CL3が一致して、一つの中心線CL1を構成する中心線一致状態を保持するようになっている。すなわち、移動体5の左スライド部7及び右スライド部9は、第二永久磁石17等及び第三永久磁石23等を固定する固定機能(取付機能)を有しているとともに、上記傾斜位置関係及び上記中心線一致状態を維持する(保持する)ための維持機能を有していることとなる。
Here, the above-mentioned
また、移動体5の左右の起立部11、13及び接続部15は、図1(a)に示すセット状態において、第二永久磁石17等と第一永久磁石3との間の距離、第三永久磁石23等と第一永久磁石3との間の距離をそれぞれ一定に保持するようになっている。したがって、これらの左右の起立部11、13及び接続部15は、移動体5の移動方向を矢印Aで示す第一方向に規制する規制機能を有していることとなる。
Further, the left and right standing
次に、上述した構成に基づき、本実施形態の作用を説明する。まず、図1(a)及び図4(a)に示すように、第一永久磁石3に対して移動体5を配置する(セット状態にする)。このとき、図1(b)に示すように、第一永久磁石3の中心線CL2と、第二永久磁石17等の中心線CL1及び第三永久磁石23等の中心線CL3とが一致し、この移動体5が矢印Aで示す第一方向に移動する。
Next, the operation of the present embodiment will be described based on the above-mentioned configuration. First, as shown in FIGS. 1 (a) and 4 (a) , the moving
このように、移動体5の左右のスライド部7、9が、上記固定機能及び上記維持機能を有しているとともに、移動体5の左右の起立部11、13及び接続部15が上記規制機能を有しているので、移動体5が移動することができる。
As described above, the left and
その後、図4(b)で示すように、第一方向に移動をしている移動体5に固定されている第二永久磁石21及び第三永久磁石27が、第一永久磁石3の一端部(図4で見て上端部)を抜けた状態では、移動体5が急加速する。
Thereafter, as shown in FIG. 4 (b), the second
なお、図4(c)に示すように、移動体5に固定された第二永久磁石17及び第三永久磁石23が、第一永久磁石3の他端部(図4で見て下端部)を抜けた状態になる位置まで、移動体5を手で移動させて手を離した場合には、矢印Aで示す第一方向とは反対方向の矢印Bで示す第二方向に移動する。
As shown in FIG. 4 (c), the second
本実施形態では、第一永久磁石3を固定し、移動体5を移動可能としていたが、これに代えて、第一永久磁石3を固定せずに移動可能とし、移動体5を平面Gに固定された固定部としてもよく、この固定部となった移動体5に対して、第一永久磁石3が移動するようにしてもよい。この場合、固定部となった移動体5の左右のスライド部7、9が、上記維持機能を有しているとともに、固定部となった移動体5の左右の起立部11、13及び接続部15が、第一永久磁石3の移動方向を第一方向に規制する規制機能を有することとなる。なお、これについては、以降に述べる他の実施形態についても同様である。
In the present implementation mode, the first
以後、他の実施形態を順次説明するが、上述と同様な構成要素には同一の符号を付することにより、その説明を省略又は簡略化するものとする。 Hereinafter, other embodiments will be described in sequence, but the description thereof will be omitted or simplified by assigning the same reference numerals to the same components as described above.
図5は、第二実施形態に係る推力発生機構を模式的に示す図であり、(a)は推力発生機構を模式的に示す平面図であり、(b)は推力発生機構を模式的に示す側面図である。この第二実施形態の推力発生機構100は、平面G上に載置されて自重によって固定された上流側第一永久磁石61及びこの上流側第一永久磁石61の下流側に位置する下流側第一永久磁石63と、平面Gに沿って第一方向(矢印A方向)に移動可能な非磁性体の移動体(移動部)70とを有している。上流側及び下流側第一永久磁石61、63はそれぞれ、互いに平行な(平面Gに対して垂直面)両側面61a、63a、61b、63bと、互いに平行な上面61c、63c及び下面61d、63dとを有するとともに一直線状に延びるように形成されている。
5, the thrust generating mechanism according to the second embodiment is a diagram schematically showing, (a) is a plan view showing the thrust generating mechanism schematically, (b) is schematically thrust generating mechanism It is a side view which shows. The
図5(b)に示すように、上流側及び下流側第一永久磁石61、63はそれぞれ、上流側端部(図5において右端部)よりも、下流側端部(図5において左端部)の方が上方に位置するように傾斜するように設けられている。上流側第一永久磁石61の底面61dと平面Gとがなす角度と、下流側第一永久磁石63の底面63dと平面Gとがなす角度は同一となっている(上流側及び下流側第一永久磁石61、63はともに同じ傾斜角度で傾斜している)。
As shown in FIG. 5B, the upstream side and downstream side first
また、上流側及び下流側第一永久磁石61はそれぞれ、厚み(高さ)方向の中心を通る中心線(第一中心線)CL4を境とした上部分61A、63Aと下部分61B、63Bとを有している。上流側第一永久磁石61の下部分61Bの下流側端部と、下流側第一永久磁石63の上部分63Aの上流側端部とは、接着等によって連結され、これによって上流側第一永久磁石61と下流側第一永久磁石63とは連結されて、一直線に延びている。
Further, the upstream and downstream first
このため、図6(a)に示すように、上流側第一永久磁石61の中心線CL4の上流側端と、上流側第一永久磁石61の底面61dの下流側端(図5において、上流側第一永久磁石61の左下の角の先端)とは、平行面Gからの高さが同一となる。また、この底面61dの下流側端と、下流側第一永久磁石63の中心線CL4の上流側端とも、平行面Gからの高さが同一となり、この下流側第一永久磁石63の中心線CL4の上流側端と、下流側第一永久磁石63の底面63dの下流側端(図5において、下流側第一永久磁石63の左下の角の先端)とも、平面Gからの高さが同一となる。
Therefore, as shown in FIG. 6 (a), the upstream end of the center line CL4 of the upstream first
すなわち、図6(a)に示すように、上流側第一永久磁石61及び下流側第一永久磁石63は、上流側第一永久磁石61の中心線CL4の上流側端と、下流側第一永久磁石63の中心線CL4の上流側端(換言すれば、上流側第一永久磁石61の下面61dの下流側端)と、下流側第一永久磁石63の下面63dの下流側端とを結ぶ線分が、後述する左右の第二永久磁石81、83の中心線CL5(平面Gに対して平行)と同一線上となるように連結されている。
That is, as shown in FIG. 6 (a), the first
また、図5(a)に示すように、上流側及び下流側第一永久磁石61、63のそれぞれの上流側端部は、上流側に向かうにつれて次第にその径が細くなるテーパー状に形成されて、上流側及び下流側第一永久磁石61、63の下流側よりもその径が細い細径部とされて、空隙部Kが形成されている。換言すれば、上流側及び下流側第一永久磁石61、63は四角柱形状の下流側部分と三角柱形状の上流側部分とを組み合わせた形状をなしている。なお、この図5(a)に代えて、上流側及び下流側第一永久磁石61、63のそれぞれの下流側端部が、下流側に向かうにつれて次第にその径が細くなるテーパー状に形成されて、上流側及び下流側第一永久磁石61、63の上流側よりもその径が細い細径部とするようにしても良く、要は、上流側及び下流側第一永久磁石61、63の上流側端部及び下流側端部の少なくとも一方を、上述のテーパー状に形成することができる。
Further, as shown in FIG. 5 (a), each of the upstream end of the upstream and downstream first
また、本実施形態では、上記第一実施形態と同様に、第一永久磁石61、63は自重により平面Gに固定された状態となっているが、これに変えて、例えば、第一永久磁石61、63を封入した非磁性体のケースを設け、このケースを平面Gにネジ等の固定具や接着等によって固定するようにしてもよい。また、図5においては、説明の便宜上、上流側第一永久磁石61及び下流側第一永久磁石63のみ図示しているが、仕様等に応じて、これらの上流側及び下流側第一永久磁石61、63の組を一つの第一永久磁石部として、これらの第一永久磁石部を複数設けて、一直線状に順次連結するようにしても良いことは言うまでもない。
Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, the first
図5に示すように、移動体70は、左右の起立部11、13(起立部13については、図5では図示しない。)と接続部15と、車輪5E、5Fとを有している。左起立部11の下端に左第二永久磁石81が、右起立部13の下端に右第二永久磁石83が固定されており、左第二永久磁石81には車輪5Eが、右第二永久磁石43には車輪5Fが取り付けられている。なお、左右の第二永久磁石81、83を封入した非磁性体のケースを設け、このケースに左右の起立部11、13の下端、車輪5E、5Fを取り付けるようにしても良いことは言うまでもない。
As shown in FIG. 5 , the moving
本実施形態では、左右の第二永久磁石81、83は、矢印Aで示す第一方向に沿って(第一方向に平行に)配置されている点が、上述の第一実施形態等と異なる(換言すれば、本実施形態の移動体70も、上述の移動体5と同様に、左右の永久磁石81、83を固定する固定機能、上流側及び下流側第一永久磁石61、63との位置関係を保持するための維持機能を有し、移動体70の左右の起立部11、13及び接続部15で規制機能を有しているといえる。)。具体的には、左右の第二永久磁石81、83はそれぞれ、互いに平行でかつ平面Gに対する垂直面である両側面と、互いに平行な上面及び下面とを有する板状に形成されている。左右の第二永久磁石81、83は平面Gに垂直でかつ第一移動方向に沿う方向に(第一移動方向に平行に)なるように、左右の起立部11、13に固定されている。移動体70を平面Gに載置した際において、左第二永久磁石81の右側面81bと、上流側及び下流側第一永久磁石61の左側面61a、63aとは同一極性であるとともに、これらは互いに対面する位置関係となるようになっている。また、右第二永久磁石83の左側面83bと、上流側及び下流側第一永久磁石61の右側面61b、63bとは同一極性であるとともに、これらは互いに対面する位置関係になるようになっている。
In the present embodiment, the left and right second
また、左右の第二永久磁石81、83もそれぞれ、高さ方向の中心を通る中心線CL5を境とした上部分と下部分とを有している。移動体70を平面Gに載置した際において、左右の第二永久磁石81、83は、その中心線CL5が、上流側第一永久磁石61の中心線CL4の上流側端と、下流側第一永久磁石63の中心線CL4の上流側端(換言すれば、上流側第一永久磁石61の下面61dの下流側端)と、下流側第一永久磁石63の下面63dの下流側端とを結ぶ線分と同一となるようになっている。換言すれば、左右の第二永久磁石81、83は、その中心線CL5が、上流側及び下流側第一永久磁石61、63の中心線CL4以下に位置するように、移動体70に固定されているといえる。なお、第二永久磁石81、83が、その中心線CL5が、上記中心線CL4よりも下方に位置するように移動体70に固定されていても良い。
Further, the left and right second
ここで、上述の実施形態においては、空間S2における第二永久磁石17の右側面17bの上流側の端部と第一永久磁石3の左側面3aとの間の距離と、空間S3における第二永久磁石17の右側面17bの下流側の端部と第一永久磁石3の左側面3aとの間の距離とを異ならせるようにしていた。換言すれば、上述の実施形態においては、同極同士で向かい合う永久磁石間の距離を変更していた。これに対し、本実施形態では、概して、同極同士で向かい合う永久磁石のそれぞれの対向面の重なり範囲を変更している点で、上述の実施形態と異なる。次に、これについて説明する。
Here, in the above-described embodiment, the distance between the upstream end of the right side surface 17b of the second
まず、図6(b)、図7(a)に示すように、上流側第一永久磁石61を平面Gに載置した状態において、図6(b)における一番右側の左第二永久磁石81のように、その中心線CL5が、上流側第一永久磁石61の中心線CL4に一致する中央位置に位置した場合、上流側第一永久磁石61と第二永久磁石81との間の斥力は上下方向においては釣り合っている。一方、左右方向においては、上流側第一永久磁石81の方が大きいため、左第二永久磁石は、図7(a)の矢印Yで示すように、上流側第一永久磁石81の側面31aから垂直に離れる方向に斥力を受けるが、左第二永久磁石81の反対側には右第二永久磁石83(図6、7では不図示)も同様な上記中央位置に位置しており、この右第二永久磁石83は上流側第一永久磁石81の側面31bから垂直に離れる方向(矢印Y1と反対方向)に同様に斥力を受けるので、上流側第一永久磁石61と第二永久磁石81との間の斥力は左右方向においても釣り合っている。
First, as shown in FIGS. 6 (b) and 7 (a), when the upstream first
また、図6(b)における一番左側の左第二永久磁石81のように、その中心線CL5が、上流側第一永久磁石61の中心線CL4よりも上方に位置した上方位置に位置した場合、図6(b)及び図7(a)の矢印Gで示す方向(図7(a)で見て右斜め上方向)に斥力を受け、左第二永久磁石81の反対側の右第二永久磁石81、83においては、図7(a)で見て左斜め上方向に斥力を受けるため、これらの左右の第二永久磁石81、83を固定した移動体70は、上方に向けた斥力が作用し、この結果、移動体70が上方に浮くこととなる。
Further, as in the leftmost left second
また、図6(b)における中央の左第二永久磁石81のように、その中心線CL5が、上流側第一永久磁石61の中心線CL4よりも下方に位置した下方位置に位置した場合、図6(b)及び図7(a)の矢印Hで示す方向(図7(a)で見て右斜め下方向)に斥力を受け、左第二永久磁石81の反対側の右第二永久磁石81、83においては、図7(a)で見て左斜め下方向に斥力を受けるため、これらの左右の第二永久磁石81、83を固定した移動体70は、下方に向けた斥力が作用し、この結果、移動体70が下方の平面Gに押し付けられることとなる。なお、本明細書においては、図7(b)は無いものとして取り扱う。
Further, when the center line CL5 is located below the center line CL4 of the upstream first
ここで、本実施形態では、図5(b)に示すように、移動体70においては、左右の第二永久磁石81、83の中心線CL5は、上流側及び下流側第一永久磁石61、63の中心線CL4以下の位置に位置しているため、移動体70は、図5の矢印Hで示すように、平面Gに押し付けられた状態となるので、平面G上に安定して載置された状態となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5 (b), the mobile 70, the left and right of the center line CL5 of the second
また、上流側第一永久磁石61は、図5(b)において左上がりに傾斜しているため、上流側第一永久磁石61においてその上流側(図5において左側)に向かうにつれて次第に、上流側第一永久磁石61の底面61dと平面Gとの間によって形成される空間S5が大きくなることとなる。そして、この上流側第一永久磁石61の両側に、移動体70に固定された左右の第二永久磁石81、83の間に上流側第一永久磁石61が位置している状態では、左第二永久磁石81の右側面81b及び右第二永久磁石83の左側面83aが、上流側第一永久磁石61の両側面61a、61bに対面している。
The first
この状態で、左第二永久磁石81の右側面81bにおいては、上流側から下流側に向かうにつれて次第に、上流側第一永久磁石61の左側面61aに対面する範囲(面積)が小さくなる(換言すれば、上流側から下流側に向かうにつれて次第に、空間S5に対面する範囲が大きくなる)。この結果、これらの左右の第二永久磁石81、83を固定した移動体70においては、矢印Aで示す第一方向に移動することとなる。
In this state, in the right side surface 81b of the left second
また、図5(a)に示すように、移動体70に固定された左右の第二永久磁石81、83の下流側の部分が、空隙部Kに臨んだ位置に位置している場合には、この下流側の部分と下流側第一永久磁石83の上流側部分(三角柱形状部分)との距離が、左右の第二永久磁石81、83の上流側の部分と上流側第一永久磁石81の下流側部分(四角柱形状部分)との距離よりも長くなる。下流側第一永久磁石63の上流側端部の上方から、移動体70を下ろしてセットすると、図8(b)乃至(c)で示すように、移動体70は、矢印Aで示す第一方向への移動をする。
Further, as shown in FIG. 5A, when the downstream portions of the left and right second
このように、下流側第一永久磁石63を傾斜させるだけの簡単な構成で、移動体70の移動をすることができる。また、下流側第一永久磁石63の傾斜角度を調整することで、移動体70の移動の勢い等を調節することができる。
Thus, it is possible with a simple configuration in which only inclining the first
図9は、第三実施形態に係る推力発生機構を模式的に示す図であり、(a)は第三実施形態に係る推力発生機構を模式的に示す平面図であり、(b)は第三実施形態に係る推力発生機構を模式的に示す側面図である。この第三実施形態における推力発生機構においては、板状の一対の第一永久磁石64、64と、移動体70とを有しており、これら一対の第一永久磁石64、64は、互いに対峙しているとともに、それぞれの上流側端部が互いに近接し、それぞれの下流側端部は互いに離れるように配置されている。具体的には、一対の第一永久磁石64、64のそれぞれの下流側端部を所定の距離だけ離した状態で、一対の第一永久磁石64、64のそれぞれの上流側端部を接着などによって連結することで、全体として矢印状の第一永久磁石部65を構成しており、これらの第一永久磁石部65を互いに連結している。なお、図9において、移動体70は模式的に描画しており、移動体70に固定された左右の第二永久磁石81、83の図示は省略している。
9, the thrust generating mechanism according to the third embodiment is a diagram schematically showing, (a) is a plan view showing the thrust generating mechanism according to the third embodiment schematically, (b) the first 3 It is a side view schematically showing the thrust generation mechanism which concerns on embodiment. The thrust generation mechanism in the third embodiment has a pair of plate-shaped first permanent magnets 64 and 64 and a moving
すなわち、図9(a)で示すように、この図9(a)における一番右側の第一永久磁石部65の下流側端部内に、中央の第一永久磁石部65の上流側端部が若干挿入されるようした形で、これらの第一永久磁石部65が連結されている。また、図9(b)に示すように、一番右側の第一永久磁石65を構成する一対の第一永久磁石64、64(以後、右側第一永久磁石64、64という。)と、中央の第一永久時磁石部65を構成する一対の第一永久磁石部64、64(以後、中央第一永久磁石64、64という)とは、上述の第十実施形態と同様に、右側第一永久磁石64、64の下部分の下流側端部と、中央第一永久磁石の上部分の上流側端部とが接着などによって連結されて、移動体70に固定された左右の第二永久磁石81、83の中心線CL5と、これらの第一永久磁石64、64の中心線CL4との関係が、図6(a)にて説明した上述の第十実施形態と同様の関係となるようになっている。なお、図9における一番左側の第一永久磁石部65と、中央第一永久磁石部65との関係も、上述の右側第一永久磁石部65及び中央第一永久磁石部65と同一の関係となることは言うまでもない。
That is, as shown in FIG. 9 (a), the upstream end of the central first
この第三実施形態においても、移動体70は、図9に示すように、矢印Aで示す第一方向に移動する。また、この第三実施形態において、上述のように、右側第一永久磁石部65の下流側端部内に、中央第一永久磁石部65の上流側端部が若干挿入されるようした形で、これらの第一永久磁石部65が連結されているため、右側第一永久磁石65の下流側端部のそれぞれの内側面と、中央第一永久磁石65の上流側端部のそれぞれの外側面は、互いに反対極性の磁極で向かい合うこととなる。
In this third embodiment, the moving
なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、適宜の変更が可能である。
例えば、第二実施形態または第三実施形態において、これらの実施形態の移動体70に代えて、図1等で示した移動体5を適用するというように、互いに対面する同一磁極の対向面の距離を変える第一実施形態と、互いに対面する同一極性の対向面における対向範囲を変える第二または第三実施形態とを適宜組み合わせることが可能である。
The present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and appropriate modifications can be made without departing from the gist thereof.
For example, in the second embodiment or the third embodiment, the moving
61〜68 第一永久磁石
70 移動体(移動部)
81、83 第二永久磁石
61a、61b、81b、83a 対向面
100 推力発生機構
CL4 中心線(第一中心線)
CL5 中心線(第二中心線)
61-6 8 First
81 , 8 3 Second permanent magnets 61a, 61b, 81b,
CL5 center line (second center line)
Claims (1)
前記不動側永久磁石の両側でかつ互いに対面するように位置する第一移動側永久磁石および第二移動側永久磁石と、
第一方向に移動可能でかつ前記第一移動側永久磁石および前記第二移動側永久磁石が取り付けられた移動部と、
前記移動部の移動方向を前記第一方向に規制する移動方向規制部と
を備え、
前記第一移動側永久磁石は、前記不動側永久磁石の一方の面と対面するとともに、前記不動側永久磁石の一方の面と同一極性の第一対向面を有しており、
前記第二移動側永久磁石は、前記不動側永久磁石における前記一方の面とは反対側の他方の面と対面するとともに、前記不動側永久磁石の他方の面と同一極性の第二対向面を有しており、
前記不動側永久磁石における高さ方向の中心を通る中心線を第一中心線とし、
前記第一移動側永久磁石の高さ方向の中心を通る中心線は、前記第一方向および高さ方向に対して垂直な方向からみて、前記第二移動側永久磁石の高さ方向の中心を通る中心線と一致しており、これらの一致した中心線を第二中心線とし、
前記不動側永久磁石は、前記第一方向および高さ方向に対して垂直な方向からみて、前記第一中心線が前記第二中心線と交差するように傾斜して設けられ、
前記第一移動側永久磁石および前記第二移動側永久磁石はそれぞれ、前記第一方向および高さ方向に対して垂直な方向からみて、それぞれの前記第二中心線が、前記第一中心線以下の位置になるように前記移動部に取り付けられている
ことを特徴とする推力発生機構。
With a permanent magnet on the immovable side,
The first moving side permanent magnet and the second moving side permanent magnet located on both sides of the immovable permanent magnet and facing each other,
A moving portion that is movable in the first direction and to which the first moving side permanent magnet and the second moving side permanent magnet are attached.
A moving direction regulating unit that regulates the moving direction of the moving unit in the first direction is provided.
The first moving side permanent magnet faces one surface of the immovable permanent magnet and has a first facing surface having the same polarity as one surface of the immovable permanent magnet.
The second moving side permanent magnet faces the other surface of the immovable permanent magnet opposite to the one surface, and has a second facing surface having the same polarity as the other surface of the immovable permanent magnet. Have and
The center line passing through the center in the height direction of the immovable permanent magnet is set as the first center line.
Center line passing through the center of the height direction of the first movable permanent magnet, viewed from a direction perpendicular to the first direction and the height direction, a height direction of the center of the second movable permanent magnet It coincides with the center line passing through, and these matching center lines are designated as the second center line.
The immovable permanent magnet is provided so as to be inclined so that the first center line intersects the second center line when viewed from directions perpendicular to the first direction and the height direction.
The first moving side permanent magnet and the second moving side permanent magnet have their second center lines equal to or less than the first center line when viewed from directions perpendicular to the first direction and the height direction, respectively. A thrust generation mechanism characterized in that it is attached to the moving portion so as to be in the position of.
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