JPH10306823A - 永久磁石およびこの永久磁石を使用した磁気浮上支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁力を利用して非接触で回転体、静止体などを
安定的に支持しうるようにするための永久磁石を提供す
ること。 【解決手段】 円錐台形の筒状をなし全体を磁性体によ
り形成した永久磁石１０Ａ，１０Ｂを２個用い、一方の
永久磁石１０Ａの外周面および内周面における磁極と他
方の永久磁石１０Ｂの外周面および内周面における磁極
を相互に逆にし、両永久磁石１０Ａ，１０Ｂを拡開方向
が同じ向きとなるように軸方向に近接配置し、両永久磁
石１０Ａ，１０Ｂの斥力により一方の永久磁石１０Ａに
より他方の永久磁石１０Ｂを浮上支持し、両永久磁石１
０Ａ，１０Ｂ間において滑りを生ずることなく非接触状
態で一方の永久磁石１０Ａにより他方の永久磁石１０Ｂ
を支持するようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特殊形状の永久磁
石およびこの永久磁石を使用した磁気浮上支持構造に係
り、特に、非接触にもかかわらず安定的に部材を支持す
るための永久磁石およびこの永久磁石を使用した磁気浮
上支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から磁気浮上を応用した非接触支持
構造としては、電磁石を利用した磁気軸受など各種のも
のが知られているが、電磁石を利用した非接触支持構造
においては、電磁石を制御するための何らかの制御装置
が必要であった。

【０００３】このため、従来から制御装置を必要とせ
ず、しかも磁石を使用した非接触支持構造が望まれてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】磁石を用い、しかも制
御装置を使用することのない非接触支持構造としては、
永久磁石を使用したものが考えられる。

【０００５】図１１は、平板状の永久磁石１Ａ，１Ｂを
両永久磁石１Ａ，１ＢのＮ極が相互に対向するように上
下方向に間隔を隔てて配設したものである。

【０００６】このようにして上方に位置する永久磁石１
Ｂを永久磁石１Ａから浮上させて非接触でこの永久磁石
１Ａにより支持させようとした場合、永久磁石１Ｂは、
その自重と斥力とが均衡する高さまで一度浮上するが、
その位置において安定的に静止するわけではなく、その
ときの斥力に等しい力で横滑りし、最終的には、永久磁
石１Ａの側面に吸着されてしまう。

【０００７】図１２は、円筒形の永久磁石１Ｃの内側に
円柱形の永久磁石１Ｄを両永久磁石１Ｃ，１ＤのＮ極が
相互に対向するように間隔を隔てて配設したものであ
る。

【０００８】このようにして内側に位置する永久磁石１
Ｄを外側に位置する永久磁石１Ｃと非接触でこの永久磁
石１Ｃにより支持させようとした場合、永久磁石１Ｄ
は、円周方向に作用する斥力により永久磁石１Ｃの内側
において静止するわけではなく、永久磁石１Ｄの外周に
作用する斥力の総和に等しい力で軸方向に突出してしま
う。

【０００９】図１３は、円環状の永久磁石１Ｅの内側に
棒状の永久磁石１Ｆを両永久磁石１Ｅ，１Ｆの左右にお
ける磁極がそれぞれ同一となるように間隔を隔てて配設
したものである。

【００１０】このようにして斥力を発生させようとして
も、図１２と同様、永久磁石１Ｆは軸方向に横滑りして
しまい、最終的には永久磁石１Ｅの側面に吸着されてし
まう。

【００１１】図１４は、前述した図１３とほぼ同様の永
久磁石１Ｅ，１Ｆを２組使用して水平方向に延在する回
転軸２を非接触で支持するように構成したものである。

【００１２】図１４において、水平表面を有するベース
部材３には間隔を隔てて外輪をなす２つの永久磁石１
Ｅ，１Ｅが同一軸方向となるように支持されている。各
永久磁石１Ｅの内側には、前記回転軸２に固定されてい
る内輪をなす永久磁石１Ｆが配設されている。各永久磁
石１Ｆの幅は各永久磁石１Ｅの幅より狭く形成されてお
り、前記回転軸２の軸方向における中央側に位置する各
永久磁石１Ｆの一側縁は、各永久磁石１Ｅの同方向の側
縁と同位置に位置するように前記回転軸２に固定されて
いる。

【００１３】このような構成によれば、永久磁石１Ｅと
永久磁石１Ｆとにおいて同じ磁極が対向することになる
ため、両永久磁石１Ｅ，１Ｆ間において斥力を発生し、
両永久磁石１Ｅ，１Ｅにより回転軸２を両永久磁石１
Ｆ，１Ｆを介して非接触支持するようにみえる。

【００１４】しかしながら、このような構成において
は、各永久磁石１Ｆおよび各永久磁石１Ｆ間の斥力によ
り各永久磁石１Ｆがぞれぞれ回転軸２の軸方向における
中央側へ押されるような力を受ける。すると、あたかも
回転軸２の両端部における力が均衡した位置において回
転軸２は両永久磁石１Ｆ，１Ｆとともに安定的に停止し
そうであるが、実際には、回転軸２の各端部における各
永久磁石１Ｆの状態が不安定であるため、単に不安定の
状態が相乗されることになり、回転軸２は両永久磁石１
Ｆ，１Ｆとともに安定的に停止しない。

【００１５】図１５は、図１４と構成を多少異にするも
のであり、各永久磁石１Ｆの幅は図１４と同様に各永久
磁石１Ｅの幅より狭く形成されており、前記回転軸２の
軸方向における端部側に位置する各永久磁石１Ｆの一側
縁は、各永久磁石１Ｅの同方向の側縁と同位置に位置す
るように前記回転軸２に固定されている。

【００１６】このような構成においては、各永久磁石１
Ｆおよび各永久磁石１Ｆ間の斥力により各永久磁石１Ｆ
がぞれぞれ回転軸２の軸方向における端部側へ押される
ような力を受け、回転軸２の各端部における各永久磁石
１Ｆの不安定の状態が相乗され、回転軸２は両永久磁石
１Ｆ，１Ｆとともに安定的に停止しない。

【００１７】図１６は、図１５と同様の構成であるが、
永久磁石の構成が前述した図１２に用いられている永久
磁石１Ｃ，１Ｄである点において図１３と異なってい
る。

【００１８】しかしながら、この図１６の構成における
両永久磁石１Ｄ，１Ｄの挙動は図１５の永久磁石１Ｆ，
１Ｆと同様である。

【００１９】さらに、図１７は、前述した図１６の構成
において回転軸２に固定されている各永久磁石１Ｆの軸
方向の滑りを防止するために固定側の各永久磁石１Ｆの
外側に各永久磁石１Ｅ，１Ｆにおける磁極とは逆の磁極
となるような磁極を有する円盤状の他の永久磁石１Ｇを
配設したものである。

【００２０】このような構成によれば、回転軸２の軸方
向外側への各永久磁石１Ｆの滑ろうとする力を各永久磁
石Ｇにより阻止しようとはするが、各永久磁石１Ｆと永
久磁石１Ｇとの間において永久磁石１Ｆを回転軸２の半
径方向へ滑らせようとする力が生じ、結局、図１８に示
すように、回転軸２に固定されている永久磁石１Ｆが固
定側の永久磁石１Ｅまたは１Ｇに接触することになり、
非接触状態の支持とすることができない。

【００２１】前述したように平板状、円筒状、円柱状、
円環状などの通常の形状の永久磁石１Ａ〜１Ｇを使用し
た場合、非接触状態において安定的に支持することがで
きなかった。

【００２２】本発明は、このような問題点を克服し、磁
力を利用して非接触で回転体、静止体などを安定的に支
持しうるようにするための永久磁石と、この永久磁石を
利用した磁気浮上支持構造とを提供することを目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため請求項１に記載の本発明の永久磁石の特徴は、円錐
台形の筒状をなし全体を磁性体により形成した点にあ
る。また、請求項２に記載の本発明の磁気浮上支持構造
の特徴は、請求項１に記載の永久磁石を２個用い、一方
の永久磁石の外周面および内周面における磁極と他方の
永久磁石の外周面および内周面における磁極を相互に逆
にし、両永久磁石を拡開方向が同じ向きとなるように軸
方向に近接配置し、両永久磁石の斥力により一方の永久
磁石により他方の永久磁石を浮上支持する点にある。そ
して、このような請求項１および請求項２に記載の構成
を採用したことにより、両永久磁石間において滑りを生
ずることなく非接触状態で一方の永久磁石により他方の
永久磁石を支持することができる。

【００２４】請求項３に記載の磁気浮上支持構造の特徴
は、両永久磁石の軸方向を鉛直方向とし、上方に位置す
る永久磁石に鉛直方向に延在する軸を固定した点にあ
る。そして、このような構成を採用したことにより、鉛
直方向に延在する軸を安定的に非接触状態で安定的に支
持することができる。

【００２５】請求項４に記載の磁気浮上支持構造の特徴
は、円錐台形の筒状をなし全体を磁性体により形成した
永久磁石を２個一組として複数組用い、各組における一
方の永久磁石の外周面および内周面における磁極と他方
の永久磁石の外周面および内周面における磁極を相互に
逆にし、各組における一方の永久磁石を基盤上に上向き
に固定するとともに、各組における他方の永久磁石を前
記基盤上の各永久磁石と拡開方向が同じ向きとなりかつ
対向するように浮上盤の下面に固定し、各組の両永久磁
石の斥力により基盤上の各永久磁石により浮上盤の各永
久磁石を浮上支持した点にある。そして、このような構
成を採用したことにより、基盤上に浮上盤を安定的に浮
上支持することができる。

【００２６】請求項５に記載の磁気浮上支持構造の特徴
は、軸を両端支持する各軸受をそれぞれ隣接配置された
２つの軸受本体により構成し、各軸受本体を、前記軸に
固定され、円筒状外周面と円錐台の斜面形状環状面とを
備えた内輪と、この内輪の外側に配設され、内輪の前記
円筒状外周面にほぼ同心状に対向しうる円筒状内周面
と、内輪の前記環状面に対向しいずれの位置における前
記環状面との共通仮想垂線の長さが等しくされている円
錐台の斜面形状環状面とを備えた外輪とにより構成し、
前記内輪の円筒状外周面と円錐台の斜面形状環状面にそ
れぞれ無端帯状の永久磁石を固定される面の円周方向に
位置するように固定するとともに、前記外輪の円筒状内
周面と斜面形状環状面にそれぞれ無端帯状の永久磁石を
固定される面の円周方向に位置しかつ対向する内輪の面
に固定されている永久磁石と対向するように固定し、相
互に対向するように配置されている内輪の永久磁石と外
輪の永久磁石の磁極を両永久磁石間に斥力が生じるよう
に設定するとともに、相互に対向する両軸受における２
個の永久磁石を一方の永久磁石の両側縁を他方の永久磁
石の両側縁より外側に位置するように形成した点にあ
る。そして、このような構成を採用したことにより、軸
を２つの軸受により安定的に非接触支持することができ
る。

【００２７】請求項６に記載の磁気浮上支持構造の特徴
は、請求項５に記載の両軸受に両端部を支持されている
前記軸の中間部位を動圧形空気軸受により支持した点に
ある。そして、このような構成を採用したことにより、
両端部の軸受の永久磁石のみでは支持できない高荷重の
軸であっても、回転時には動圧形の空気軸受が中間部を
支持するので、安定的に支持することができる。

【００２８】請求項７に記載の磁気浮上支持構造の特徴
は、各軸受体の内輪および外輪間の間隙を外部から遮断
するために内輪または外輪に突設されたシールド部材を
有する点にある。そして、このような構成を採用したこ
とにより、永久磁石への磁性体の付着を防止して長期に
わたって安定的に支持することができる。

【００２９】請求項８に記載の磁気浮上支持構造の特徴
は、軸受の内輪および外輪を非磁性材料により形成した
点にある。そして、このような構成を採用したことによ
り、内輪および外輪の磁化を防止して、永久磁石が磁界
の影響を受けないようにすることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の永久磁石の実施の
形態を示すものであり、この図１の永久磁石１０は、全
体として円錐台形の筒状をなし、しかも、全体を磁性体
により形成されている。また、図１においては同形の２
つの永久磁石１０Ａ，１０Ｂが、両永久磁石１０Ａ，１
０Ｂの拡開方向が同じ向きとなるように軸方向に近接配
置されている。そして、下方に位置する永久磁石１０Ａ
は、その下面の磁極がＳ極、上面の磁極がＮ極となるよ
うに磁極を設定されており、一方、上方に位置する永久
磁石１０Ｂは、その下面の磁極がＮ極、上面の磁極がＳ
極となるように磁極を設定されている。

【００３１】したがって、相互に対向する永久磁石１０
Ａの上面の磁極（Ｎ極）と永久磁石１０Ｂの下面の磁極
（Ｎ極）が一致しており、両永久磁石１０Ａ，１０Ｂ間
には斥力が発生することになる。

【００３２】このような構成により両永久磁石１０Ａ，
１０Ｂを鉛直方向に同軸的に配設し、下方に位置する永
久磁石１０Ａを固定しておき、上方に位置する永久磁石
１０Ｂに下向きの荷重を作用させると、永久磁石１０Ｂ
の円周方向の全域に中心方向に向かう滑りの力が生じ、
この力が求心力となって、中心に向かう復元性が生じ、
永久磁石１０Ａによる永久磁石１０Ｂの非接触安定支持
を行なうことができる。

【００３３】図２（Ａ）は、図１の原理を応用した磁気
浮上支持構造の実施の形態を示すものであり、上方に位
置する永久磁石１０Ｂの中心部に図示しない保持部材に
より鉛直方向に延在する鉛直軸２０の上端部を支持し、
この鉛直軸１１を下方に垂下させる。この鉛直軸２０
は、下方に位置する永久磁石１０Ａの中心口１１Ａ内を
挿通してさらに下方に伸延しており、この鉛直軸２０の
下端には錘２１が取付けられている。なお、この図２の
両永久磁石１０Ａ，１０Ｂにおける磁極は、図１の両永
久磁石１０Ａ，１０Ｂの磁極と同様である。

【００３４】このような構成によれば、永久磁石１０Ｂ
の自重ならびに鉛直軸２０および錘２１の重量を加えた
重量による下向きの力をこの永久磁石１０Ｂが受け、永
久磁石１０Ｂの円周方向の全域に中心方向に向かう滑り
の力が生じ、この力が求心力となって、中心に向かう復
元性が生じ、永久磁石１０Ａによる永久磁石１０Ｂ、鉛
直軸２０および錘２１の非接触安定支持を行なうことが
できる。

【００３５】また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）とほぼ同
様の実施の形態であるが、鉛直軸２０が永久磁石１０Ｂ
の上方に伸延している点が異なっている。

【００３６】このような図２（Ｂ）の構成においても、
永久磁石１０Ａによる永久磁石１０Ｂ、鉛直軸２０およ
び錘２１の非接触安定支持を行なうことができる。

【００３７】図３は、図１における永久磁石１０Ａ，１
０Ｂを軸方向が水平方向に向くようにして２組設け、２
つの永久磁石１０Ｂ，１０Ｂの拡開側を相互に対向する
ようにして相互に固定したものである。

【００３８】このような構成によれば、各永久磁石１０
Ａと各永久磁石１０Ｂとの間において斥力が生じ各永久
磁石１０Ａ，１０Ｂは相互に非接触状態において安定的
に支持される。

【００３９】図４は、前述した図３の実施の形態をさら
に応用した実施の形態を示すものであり、この図４にお
ける各２個の永久磁石１０Ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｂ
の磁極は、図１における各永久磁石１０Ａ，１０Ｂの磁
極と同様に構成されている。なお、本実施の形態におけ
る各永久磁石１０Ａの円形の中心口１１Ａの寸法は各永
久磁石１０Ｂの同じく円形の中心口１１Ｂの寸法より大
きくされており、永久磁石１０Ｂの尖端部１２Ｂが永久
磁石１０Ａの中心口１１Ａ内に臨みうるようになってい
る。

【００４０】そして、図４においては、水平軸２２の両
端部に、内輪をなす永久磁石１０Ｂをそれぞれ固定し、
しかも、各永久磁石１０Ｂの向きは、その拡開方向が水
平軸２２の軸方向における中央側をそれぞれ向くように
して両永久磁石１０Ｂ，１０Ｂにおいて逆向きとされて
いる。また、各永久磁石１０Ｂの外側には、それぞれ外
輪をなす永久磁石１０Ａが内側に位置する永久磁石１０
Ｂと拡開側が同じ方向を向くように配設されている。

【００４１】このような構成によれば、水平軸２２の各
端部における１組の永久磁石１０Ａ，１０Ｂの斥力によ
り、水平軸２２は、各端部側から中央側に均等に押圧さ
れるようにして非接触状態で安定的に両端支持される。
なお、水平軸２２の軸方向の中央部に図示しない公知の
空気軸受を配設しておけば、さらに安定的に水平軸２２
を支持することができる。

【００４２】なお、図５に示すように、各永久磁石１０
Ａ，１０Ｂの向きを図４とは逆方向としても、図４の実
施の形態と同様の水平軸２２の安定した非接触支持を行
なうことができる。この場合、水平軸２２には、中央側
から各端部側へ引張られる力が均等に作用することにな
る。

【００４３】図６は、図５に示した軸受とは異なる他の
軸受の実施の形態を示すものであり、本実施の形態にお
いては、軸受２３が、回転しうる水平軸２２に固定され
ている内輪３０と、図示しない固定部材に固定されてい
る外輪４０とにより構成されている。

【００４４】前記内輪３０は、前記水平軸２２に嵌着さ
れている同軸的な円周部３１を有しており、この円周部
３１の外周面３２は円筒状に形成されている。この円周
部３１の軸方向の一端部には、この円周部３１より円周
方向外周側に突出する円環状部３３が一体に突設されて
おり、この円環状部３３は、前記円周部３１の外周面３
２と鋭角をもって交わる円錐台の斜面形状をなす環状面
３４を有している。また、この円環状部３３は、前記環
状面３４の外端縁に連なり前記水平軸２２と同心状に形
成された外周面３５と、この外周面３５の一側縁に連な
り水平軸２２と直交する円環状の側面３６とを有してい
る。

【００４５】そして、前記円周部３１の外周面３２に
は、円筒状の永久磁石１０Ｄが固定されている。また、
前記円環状部３３の環状面３４には、前述した他の実施
の形態における永久磁石１０Ｂと同様の永久磁石１０Ｂ
が固定されている。

【００４６】一方、前記外輪４０は、前記内輪３０の円
環状部３３に対向する円周部４１を有しており、この円
周部４１の内周面４２は、前記内輪３０の円環状部３３
の外周面３５に対向し、この外周面３５より多少半径の
大きな寸法の円筒状に形成されている。この円周部４１
の軸方向の一端部には、この円周部４１より円周方向内
周側に突出する円環状部４３が一体に突設されており、
この円環状部４３は、前記円周部４１の内周面４２と鋭
角をもって交わり前記内輪３０の環状面３４に対向する
円錐台の斜面形状をなす環状面４４を有している。この
環状面４４と前記内周面４２とのなす角度は、前記内輪
３０の環状面３４と外周面３２とのなす角度に等しくさ
れており、両環状面３４，４４は平行状態を維持するよ
うにして対向するようになっている。

【００４７】また、前記円環状部４３は、前記環状面４
４の内端縁に連なり前記水平軸２２と同心状に形成され
た内周面４５と、この内周面４５の一側縁に連なり水平
軸２２と直交する円環状の側面４６とを有している。前
記内周面４５は、前記内輪３０の外周面３２に対向し、
この外周面３２より半径の大きな寸法の円筒状に形成さ
れている。

【００４８】前記外輪４０の前記円環状部４３の環状面
４４には、前記内輪３０の円環状部３３の環状面３４の
永久磁石１０Ｂに対向し、前述した他の実施の形態にお
ける永久磁石１０Ａと同様の永久磁石１０Ａが固定され
ている。また、前記円環状部４３の内周面４４には、前
記内輪３０の円周部３１の外周面３２の永久磁石１０Ｄ
に対向する円筒状の永久磁石１０Ｃが固定されている。

【００４９】そして、相互に対向するように配置されて
いる内輪３０の各永久磁石１０Ｂ，１０Ｄと外輪４０の
各永久磁石１０Ａ，１０Ｃの磁極は、両永久磁石１０Ａ
と１０Ｂ間ならびに両永久磁石１０Ｃと１０Ｄ間にそれ
ぞれ斥力が生じるように設定されている。

【００５０】また、前記内輪３０と外輪４０において相
互に対向する２個の永久磁石１０Ｃ，１０Ｄのうち外輪
４０の永久磁石１０Ｃの両側縁は内輪３０の永久磁石１
０Ｄの両側縁より外側に位置するように形成されてい
る。さらに、前記内輪３０と外輪４０において相互に対
向する他の２個の永久磁石１０Ａ，１０Ｂにおいても外
輪４０の永久磁石１０Ｃの両側縁は内輪３０の永久磁石
１０Ｂの両側縁より外側に位置するように形成されてい
る。

【００５１】なお、前記内輪３０と外輪４０の内径なら
びに外径はＩＳＯ・ＪＩＳのころがり軸受の軸受系列の
寸法に適合することが望ましい。また、前記内輪３０お
よび外輪４０は、約１２重量％のマンガンと場合によっ
ては少量のニッケルを含有する鋼である非磁性鋼により
形成されている。この非磁性鋼は常温においては実際上
非磁性であり、内輪３０および外輪４０をこのような材
料により形成することにより、これらの内輪３０と外輪
４０とが磁化されず、したがって、各永久磁石１０Ａ，
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが磁界の影響を受けることがな
い。なお、内輪３０および外輪４０を銅、アルミニウ
ム、樹脂などの非磁性材料により形成することも可能で
ある。

【００５２】前述した図６の構成によれば、永久磁石１
０Ａ，１０Ｂ間における斥力ならびに永久磁石１０Ｃ，
１０Ｄ間における斥力により内輪３０は、外輪４０と非
接触に支持されるし、また、相互に対向する永久磁石１
０Ｃの両側縁が永久磁石１０Ｄの両側縁より外側に位置
するように形成され、相互に対向する永久磁石１０Ｃの
両側縁が永久磁石１０Ｂの両側縁より外側に位置するよ
うに形成されているので、横滑りが生じることなく内輪
３０は外輪４０により安定的に支持される。したがっ
て、この種の軸受２３により水平軸２２を両端支持すれ
ば、水平軸２２をさらに安定的に非接触支持することが
できる。

【００５３】図７は、図６における内輪３０と外輪４０
とからなる軸受２３をそれぞれ軸受を構成する軸受本体
として相互に背面合わせとなるようにして２つ設けて水
平軸２２を支持するようにしたものであり、本実施の形
態の磁気浮上支持構造は、ラジアル荷重がそれほど大き
くないのに対し、スラスト荷重が比較的大きいときに高
速回転用として用いられる。そして、組立てのときにア
キシアルすきまを調整して軸２２の剛性を適当に変える
ことができる。

【００５４】また、本実施の形態においては、各永久磁
石１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄへの磁性材料からな
るごみなどが吸着して、磁石の機能を損ねるのを防止す
るために、複数のシールド部材４８，４８…が配設され
ている。

【００５５】すなわち、前記各外輪４０の軸方向におけ
る両端部となる内周面４２，４５にはそれぞれ円環状溝
４７が形成されている。一方、これらの円環状溝４７に
対向する前記内輪３０の各外周面３２，３５の部位に
は、それぞれ円環状溝３７が形成されている。これらの
内輪３０の各円環状溝３７は、外輪４０の対向する各円
環状溝４７より各軸受２３の中央側に拡開するようにし
て幅広く形成されている。そして、前記外輪４０の各円
環状溝４７内には、先端部が対向する前記内輪３０の各
円環状溝３７内に臨む円環状のシールド部材４８が固定
されている。このシールド部材４８は、非磁性材料によ
り形成されており、各永久磁石１０Ａ，１０Ｂの磁界に
影響を与えないようになっている。また、各シールド部
材４８の先端部は、内輪３０の円環状溝３７の軸方向に
おける外側内に位置しており、内輪３０の回転により各
シールド部材４８の内側から外側への空気流路が形成さ
れるようにして外部のごみを内輪３０および外輪４０間
に導入しないようになっている。

【００５６】なお、相互に対向する各１対の永久磁石１
０Ａ，１０Ｂと１０Ｃ，１０Ｄのそれぞれ幅方向の中間
位置における間隙の中間点を結んだ仮想線分の軸２２と
の交点が軸２２に対する作用点ＡＰとされている。

【００５７】前述した図７の構成によれば、さらに安定
的に水平軸２２を支持することができる。また、シール
ド部材４８により各永久磁石１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，
１０Ｄへのごみの付着が防止されているので、各永久磁
石１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの機能を長期にわた
って維持することができる。

【００５８】図８は、図６における内輪３０と外輪４０
とからなる軸受２３をそれぞれ軸受を構成する軸受本体
として相互に正面合わせとなるようにして２つ設けて水
平軸２２を支持するようにしたものであり、本実施の形
態においては、図７の実施の形態と異なり、軸２２に対
する２つの軸受２３，２３の作用点ＡＰが一致するよう
に構成されている。

【００５９】このような構成においても図７の実施の形
態とほぼ同様の作用効果を奏することができる。なお、
本実施の形態は、取付誤差のあるような場合に用いるこ
とが望ましい。

【００６０】図９は、図８の実施の形態により軸２２の
両端部を支持したうえで、軸２２の中間部を動圧形空気
軸受により支持したものである。この動圧形空気軸受２
５は、円筒状の軸受本体２６の内側に複数枚の彎曲状を
なす薄板２７を揺動自在に枢支したものである。なお、
この動圧形空気軸受２５は公知のものなので、その詳述
は省略する。

【００６１】このような構成によれば、両端部の軸受２
３，２３の永久磁石１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの
みでは支持できない高荷重の軸２２であっても、回転時
には動圧形の空気軸受２５が軸２２の中間部を支持する
ので、軸２２をさらに安定的に支持することができる。

【００６２】図１０は、防振台としての実施の形態を示
すものであり、基盤５０の上面上には、複数のほぼ円柱
形の支持体５１，５１…が左右に整列状に突設されてい
る。各支持体５１の上端部には、円錐の斜面の形状をな
す凹部５２が形成されており、各支持体５１の凹部５２
内には、前述した実施の形態において説明した永久磁石
１０Ａと同様の形状を有する永久磁石１０Ａが固定され
ている。

【００６３】一方、前記基盤５０から浮上して支持され
る浮上盤５３の下面には、前記各支持体５１に対向しう
るように複数のほぼ円柱形の被支持体５４，５４…が左
右に整列状に垂設されている。各被支持体５４の直径は
前記各支持体５１の直径と等しくされている。各被支持
体５４の下端部には、円錐の斜面の形状をなす突部５５
が形成されており、各被支持体５４の突部５５の外周に
は、前述した実施の形態において説明した永久磁石１０
Ｂと同様の形状を有する永久磁石１０Ｂが固定されてい
る。

【００６４】そして、前記両永久磁石１０Ａ，１０Ｂ間
には斥力が生じるように各永久磁石１０Ａ，１０Ｂの磁
極は設定されている。

【００６５】また、各支持体５１の上部ならびに被支持
体５４の外周はシールド部材４８により被覆されてお
り、外部からのごみの進入を防止されている。

【００６６】このような構成によれば、浮上盤５３の各
被支持体５４が基盤５０の各支持体５１から永久磁石１
０Ａ，１０Ｂ間の斥力により離間して浮上支持されてい
るので、微小振動は伝達されない。

【００６７】なお、本発明は、前述した実施の形態に限
定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能
である。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の永久磁石お
よび磁気浮上支持構造によれば、磁力の斥力を利用して
非接触で回転体、静止体などを安定的に支持することが
できる。しかも、軸を支持する場合、軸の向きにかかわ
らず軸を安定的に支持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる永久磁石の実施の形態を示す
縦断面図

【図２】 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明にかかる磁
気浮上支持構造の第１の実施の形態を示す正面図

【図３】 本発明にかかる磁気浮上支持構造の第２の実
施の形態を示す正面図

【図４】 本発明にかかる磁気浮上支持構造の第３の実
施の形態を示す縦断面図

【図５】 本発明にかかる磁気浮上支持構造の第４の実
施の形態を示す縦断面図

【図６】 本発明にかかる磁気浮上支持構造の第５の実
施の形態を示す縦断面図

【図７】 本発明にかかる磁気浮上支持構造の第６の実
施の形態を示す縦断面図

【図８】 本発明にかかる磁気浮上支持構造の第７の実
施の形態を示す正面図

【図９】 本発明にかかる磁気浮上支持構造の第８の実
施の形態を示す正面図

【図１０】 本発明にかかる磁気浮上支持構造の第９の
実施の形態を示す正面図

【図１１】 従来の永久磁石による安定支持できない原
理の一例を示す説明図

【図１２】 従来の永久磁石による安定支持できない原
理の他例を示す説明図

【図１３】 従来の永久磁石による安定支持できない原
理の他例を示す説明図

【図１４】 従来の永久磁石による安定支持できない原
理の他例を示す説明図

【図１５】 従来の永久磁石による安定支持できない原
理の他例を示す説明図

【図１６】 従来の永久磁石による安定支持できない原
理の他例を示す説明図

【図１７】 従来の永久磁石による安定支持できない原
理の他例を示す説明図

【図１８】 図１７による実際の支持状態を示す説明図

【符号の説明】

１０ 永久磁石 ２０ 鉛直軸 ２２ 水平軸 ２３ 軸受 ２５ 空気軸受 ３０ 内輪 ４０ 外輪 ４８ シールド部材 ５０ 基盤 ５１ 支持体 ５３ 浮上支持盤 ５４ 被支持体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円錐台形の筒状をなし外周面および内周
   面にそれぞれ磁極を形成したことを特徴とする永久磁
   石。
2. 【請求項２】 円錐台形の筒状をなし全体を磁性体によ
   り形成した永久磁石を２個用い、一方の永久磁石の外周
   面および内周面における磁極と他方の永久磁石の外周面
   および内周面における磁極を相互に逆にし、両永久磁石
   を拡開方向が同じ向きとなるように軸方向に近接配置
   し、両永久磁石の斥力により一方の永久磁石により他方
   の永久磁石を浮上支持したことを特徴とする磁気浮上支
   持構造。
3. 【請求項３】 前記両永久磁石の軸方向を鉛直方向と
   し、上方に位置する永久磁石に鉛直方向に延在する軸を
   固定したことを特徴とする請求項２に記載の磁気浮上支
   持構造。
4. 【請求項４】 円錐台形の筒状をなし全体を磁性体によ
   り形成した永久磁石を２個一組として複数組用い、各組
   における一方の永久磁石の外周面および内周面における
   磁極と他方の永久磁石の外周面および内周面における磁
   極を相互に逆にし、各組における一方の永久磁石を基盤
   上に上向きに固定するとともに、各組における他方の永
   久磁石を前記基盤上の各永久磁石と拡開方向が同じ向き
   となりかつ対向するように浮上盤の下面に固定し、各組
   の両永久磁石の斥力により基盤上の各永久磁石により浮
   上盤の各永久磁石を浮上支持したことを特徴とする磁気
   浮上支持構造。
5. 【請求項５】 回転しうる軸の両端部をそれぞれ軸受に
   より非接触状態で支持する磁気浮上支持構造において、 前記各軸受をそれぞれ隣接配置された２つの軸受本体に
   より構成し、 前記各軸受本体を、 前記軸に固定され、円筒状外周面と円錐台の斜面形状環
   状面とを備えた内輪と、 この内輪の外側に配設され、内輪の前記円筒状外周面に
   ほぼ同心状に対向しうる円筒状内周面と、内輪の前記環
   状面に対向しいずれの位置における前記環状面との共通
   仮想垂線の長さが等しくされている円錐台の斜面形状環
   状面とを備えた外輪と、 により構成し、 前記内輪の円筒状外周面と円錐台の斜面形状環状面にそ
   れぞれ無端帯状の永久磁石を固定される面の円周方向に
   位置するように固定するとともに、 前記外輪の円筒状内周面と斜面形状環状面にそれぞれ無
   端帯状の永久磁石を固定される面の円周方向に位置しか
   つ対向する内輪の面に固定されている永久磁石と対向す
   るように固定し、 相互に対向するように配置されている内輪の永久磁石と
   外輪の永久磁石の磁極を両永久磁石間に斥力が生じるよ
   うに設定するとともに、相互に対向する両軸受における
   ２個の永久磁石を一方の永久磁石の両側縁を他方の永久
   磁石の両側縁より外側に位置するように形成したことを
   特徴とする磁気浮上支持構造。
6. 【請求項６】 前記両軸受に両端部を支持されている前
   記軸の中間部位を動圧形空気軸受により支持したことを
   特徴とする請求項５に記載の磁気浮上支持構造。
7. 【請求項７】 前記各軸受体の内輪および外輪間の間隙
   を外部から遮断するために内輪または外輪に突設された
   シールド部材を有することを特徴とする請求項６に記載
   の磁気浮上支持構造。
8. 【請求項８】 前記内輪および外輪を非磁性材料により
   形成したことを特徴とする請求項５ないし請求項８のい
   ずれか１項に記載の磁気浮上支持構造。