(57)【要約】【課題】運動物体が磁石から発せられる磁力線に沿って進行できるように磁石を配置し、運動物体が減速することを抑制して、運動物体の運動状態を効果的に持続することが可能な運動状態維持装置を提供する。【解決手段】運動状態維持装置ユニット１において、磁石２と磁石３とは、それぞれの一方の磁極である磁極２ａ、磁極３ａを対向させ、かつ磁極２ａと磁極３ａとの間には空隙が設けられるようにして、磁極２ａ、磁極３ａとは異なる接触点２ｂ、接触点３ｂとが接して連結されている。対向する２つの磁極である磁極２ａ、磁極３ａは、互いに異なる極性を持っているため、磁石２と磁石３とは、磁極２ａと磁極３ａとの間に働く引力によって固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの磁石をそれぞれの磁極を対向させて連結して形成される運動状態維持装置において、運動物体の進行方向に対して前方側に位置する第１の磁石の後方側の磁極と、運動物体の進行方向に対して後方側に位置する第２の磁石の前方側の磁極との間に空隙が設けられるようにして、２つの前記磁極とは異なる位置で前記第１の磁石と前記第２の磁石とが接触または近接していることを特徴とする運動状態維持装置ユニット。
【請求項２】
前記第１の磁石の前方側の磁極を覆うように、磁性体からなる網状体が取り付けられ、前記網状体はくびれる部位を有していることを特徴とする請求項１記載の運動状態維持装置ユニット。
【請求項３】
前記第２の磁石の後方側の磁極を覆うように、磁性体からなる網状体が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の運動状態維持装置ユニット。
【請求項４】
前記第１の磁石の前方側の磁極とその周囲を覆うように磁性部材が設けられ、前記磁性部材には、前記第１の磁石の前方側の磁極と対向する位置に穴が設けられていることを特徴とする請求項１または３のいずれかに記載の運動状態維持装置ユニット。
【請求項５】
前記第１の磁石の前方側の磁極と、前記磁性部材との間に非磁性部材が設けられていることを特徴とする請求項４記載の運動状態維持装置ユニット。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の運動状態維持装置ユニットを連続的に配置して形成された運動状態維持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力が付与されることによって運動状態にある運動物体が受ける抵抗を小さくして、物体の運動状態を長時間に亘って維持することが可能な運動状態維持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的エネルギー等によって駆動力を得た運動物体は、抵抗を極力受けずに運動の速度が減衰することなく、運動状態が長時間維持されることが、エネルギー資源節約の観点から望ましい。本発明者は、このような観点から、磁石によって発生する磁力を用いた装置について検討を行い、その技術の一例が、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この装置についても、いくつかの問題点があった。まず第１に、捻り磁石によって吸引領域と反発領域とを設けているが、その境界領域が運動体の進行方向に対して長く形成されると、この境界領域の存在によって運動物体に対して無視できない抵抗力が発生し、運動体がこの境界領域によって減速されてしまう。次に、運動物体の進行方向に対して垂直な方向にも、磁石からの吸引力や反発力がはたらくため、運動物体の軌道が不安定となりやすかった。
【０００５】
上述した特許文献１のように、磁石を配列して構成される装置においては、磁石が有する磁極が反発と吸引の作用によって、磁性を有する運動物体に対して加速させる作用と減速させる作用とが働き、いずれか一方のみを支配的に作用させて運動物体を加速させることが極めて困難であった。
運動物体を持続的に加速させるためには、運動物体の運動方向と磁石から発せられる磁力線とが限りなく一致することが必要であり、そのためには、運動物体が磁石から発せられる磁力線に沿って進行できるように磁石を配置することが必要になる。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、運動物体が磁石から発せられる磁力線に沿って進行できるように磁石を配置し、運動物体が減速することを抑制して、運動物体の運動状態を効果的に持続することが可能な運動状態維持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本発明の運動状態維持装置ユニットは、２つの磁石をそれぞれの磁極を対向させて連結して形成される運動状態維持装置において、運動物体の進行方向に対して前方側に位置する第１の磁石の後方側の磁極と、運動物体の進行方向に対して後方側に位置する第２の磁石の前方側の磁極との間に空隙が設けられるようにして、２つの前記磁極とは異なる位置で前記第１の磁石と前記第２の磁石とが接触または近接していることを特徴とする。
【０００８】
双方の磁石をこのように接触させることにより、磁性が最も強い磁極間に空隙が形成され、この磁極から発せられる磁力線によってそれぞれの磁石の個性が出現しやすくなり、付勢領域を広く確保することができる。
また、この配置により、運動物体が２つの磁石の対向領域を通過する際に、吸引側の極点から発せられる磁力線からは遠く、かつ反発側の極点から発せられる磁力線からは近い位置を通過することが可能となり、吸引側の極点による減速要因を抑制して、反発側の極点による加速要因を高めることができ、運動物体の運動状態を効果的に持続することが可能となる。
【０００９】
本発明においては、前記第１の磁石の前方側の磁極を覆うように、磁性体からなる網状体が取り付けられ、前記網状体はくびれる部位を有しているようにすることができる。
【００１０】
運動物体の進行方向に対して前方側に位置する第１の磁石の前方側の磁極からの磁力線は、網状体によって分散されるとともに、網状体がくびれる位置付近で磁石側に折り返して運動物体の進行方向に向くようになるため、運動物体は磁極からの磁力線に沿って運動しやすくなる。
【００１１】
本発明においては、前記第２の磁石の後方側の磁極を覆うように、磁性体からなる網状体を取り付けることができる。
【００１２】
この網状体を取り付けることにより、運動物体の進行方向に対して後方側に位置する第２の磁石の後方側の磁極からの磁力線は、網状体によって分散され、運動物体が磁極の影響によって減速することを抑制できる。
【００１３】
本発明においては、前記第１の磁石の前方側の磁極とその周囲を覆うように磁性部材が設けられ、前記磁性部材には、前記第１の磁石の前方側の磁極と対向する位置に穴が設けられていることが好ましい。
【００１４】
第１の磁石の前方側の磁極とその周囲を覆うように磁性部材が設けられていることにより、磁性部材は第１の磁石に対して磁気シール材として機能し、第１の磁石の前方側の磁極と対向する位置に設けられた穴から、第１の磁石の磁極からの磁力線が放出されるようになる。そのため、第１の磁石の磁極から放出される磁力線の乱れを抑制することができ、この磁力線の方向に従って運動物体が進行するようになる。
【００１５】
本発明においては、前記第１の磁石の前方側の磁極と、前記磁性部材との間に非磁性部材が設けられていることが好ましい。
第１の磁石の前方側の磁極と磁性部材との間に非磁性部材が設けられていることにより、非磁性部材がスペーサとして機能し、磁性部材のうち、第１の磁石の前方側の磁極とは反対側に位置する表面での帯磁が弱められる。そのため、この表面に強力な反発磁力が発生して運動物体の進行を妨げることを防止できる。
【００１６】
本発明の運動状態維持装置は、上記の運動状態維持装置ユニットを連続的に配置して形成されたことを特徴とする。
上記の運動状態維持装置ユニットを連続的に配置することにより、運動物体の運動経路と運動形態に応じて、運動状態維持を実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、運動物体の運動状態を効果的に持続することが可能な運動状態維持装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る運動状態維持装置ユニットの構成を示す。
図１に示す運動状態維持装置ユニット１において、磁石２と磁石３とは、それぞれの一方の磁極である磁極２ａ、磁極３ａを対向させ、かつ磁極２ａと磁極３ａとの間には空隙が設けられるようにして、磁極２ａ、磁極３ａとは異なる接触点２ｂ、接触点３ｂとが接触して連結されている。あるいは、接触点２ｂと接触点３ｂとの間に僅かに空間を設けて近接させてもよい。
【００１９】
磁石２の２つの磁極２ａと２ｃとを結ぶ中心軸２ｄと、磁石３の２つの磁極３ａと３ｃとを結ぶ中心軸３ｄとは、Ｖ字状に折り曲げられたように傾斜している。対向する２つの磁極である磁極２ａ、磁極３ａは、互いに異なる極性を持っているため、磁石２と磁石３とは、磁極２ａと磁極３ａとの間に働く引力によって固定されている。
【００２０】
磁石３の２つの磁極のうち、磁石２と対向する側とは反対側に位置する磁極３ｃ側には、磁極３ｃとその周囲を覆うようにシート状の磁性部材４ａが設けられ、この磁性部材４ａには、磁石３の磁極３ｃと対向する位置に穴４ｃが設けられている。磁石３の磁極３ｃと磁性部材４ａとの間にはシート状の非磁性部材４ｂが設けられている。また、磁性部材４ａに対向して、間隔を置いて半円殻状の金属板５が配置されている。
【００２１】
磁性部材４ａと金属板５とを結ぶ領域は磁性体からなる網状体６で覆われており、この網状体６は、図１において矢印で示す方向から見た図２に示すように、磁性部材４ａと金属板５との対向部分６ａでくびれる形状になっている。また、網状体６の側面６ｂには網が形成されず、開放された空間となっている。磁石３の２つの磁極３ａと３ｃとを結ぶ中心軸３ｄと、金属板５の中心線５ｄとは、Ｖ字状に折り曲げられたように傾斜している。
【００２２】
磁石２の２つの磁極のうち、磁石３と対向する側とは反対側に位置する磁極２ｃの周囲を覆うように、網状体７が設けられている。
網状体６、網状体７は、樹脂材料中に形成することもできる。また、上述した磁石２、磁石３、網状体６、網状体７を、非磁性体である板材８に固定することができる。
【００２３】
このような構成の運動状態維持装置ユニット１に対して、磁性を有する運動物体の運動状態を維持するメカニズムについて、以下に説明する。
図１において破線で示す軌道が運動物体の運動経路であり、運動物体の磁性に対して、運動物体の進行方向に対して前方側に位置する磁石である磁石３の前方側の磁極３ｃは反発磁極、後方側の磁極３ａは吸引磁極である。また、運動物体の進行方向に対して後方側に位置する磁石である磁石２の前方側の磁極２ａは反発磁極、後方側の磁極２ｃは吸引磁極である。
【００２４】
磁極３ｃからの磁力線は網状体６によって分散されるとともに、網状体６がくびれる位置付近で磁石３側に折り返して運動物体の進行方向に向くようになるため、運動物体は磁極３ｃからの磁力線に沿って運動しやすくなる。また、磁石３の２つの磁極３ａと３ｃとを結ぶ中心軸３ｄと、金属板５の中心線５ｄとは、Ｖ字状に折り曲げられたように傾斜しているため、運動物体が磁極３ｃから少し離れた位置を通過するようになり、磁極３ｃからの反発力を直接受けにくくなる。
【００２５】
運動物体はその後、磁石３の磁極３ａによる吸引力によって運動を持続するが、運動物体が通過する軌道は、磁石２と磁石３との対向領域を通過する際に、吸引側の極点である３ａからは遠く、かつ反発側の極点である２ａからは近い位置を通過する。そのため、この対向領域を通過するときに、吸引側の極点である３ａによる減速要因を抑制して、反発側の極点である２ａによる加速要因を高めることができ、運動物体の運動状態を効果的に持続することが可能となる。また、運動物体が磁石２と磁石３との対向領域を通過した後は、磁石２の磁極２ｃからの吸引力によって減速しやすくなるが、磁極２ｃの周囲を覆うように網状体７が設けられているため、磁極２ｃからの磁力線は網状体７によって分散され、運動物体が磁極２ｃの影響によって減速することを抑制できる。
【００２６】
上述した網状体６、網状体７が存在することにより、磁石２の磁極２ｃと磁石３の磁極３ｃとを出入りする磁力線を遮蔽する作用がはたらき、これらの磁力線の秩序を保つことができる。網状体６、網状体７が存在しないと、磁極２ｃと磁極３ｃとを出入りする磁力線は無秩序に結び合ってしまい、運動状態維持装置ユニット１を連続的に配置したときに、各々の磁石の個性が失われてしまうが、網状体６、網状体７が存在すると、各々の磁石の個性が失われることがなく、各々の磁石による付勢力を有効に得ることができる。
【００２７】
図３に、網状体６の一例を示す。ここでは、網状体６は厚み方向に段差を有するように形成されている。網状体６をこのように形成すると、網状体６の網目を突き抜ける磁力線を、網状体６に沿う方向に沿わせやすくなり、網状体６の外側を通過する運動物体の進行方向に対して垂直な方向にはたらく力を軽減することができる。網状体７についても同様の形状とすることができる。
【００２８】
図４に磁石３の磁極付近を拡大して示すように、磁石３の磁極３ｃ側には、磁極３ｃとその周囲を覆うようにシート状の磁性部材４ａが設けられているが、この磁性部材４ａは磁石３に対して磁気シール材として機能するものである。磁性部材４ａには、磁石３の磁極３ｃと対向する位置に穴４ｃが設けられているため、磁石３の磁極３ｃから放出される磁力線は、主に穴４ｃを通って放出されるようになり、磁極３ｃから放出される磁力線の方向を絞ることができる。そのため、磁力線の乱れを抑制することができ、この磁力線の方向に従って運動物体がスムーズに進行するようになる。
【００２９】
また、磁石３の磁極３ｃと磁性部材４ａとの間に非磁性部材４ｂが設けられているが、この非磁性部材４ｂはスペーサとして機能するものである。この非磁性部材４ｂが存在することにより、磁性部材４ａが磁極３ｃによって磁化される作用が弱められ、磁性部材４ａのうち、磁石３の磁極３ｃとは反対側に位置する表面での帯磁が弱められる。その結果、磁性部材４ａの表面に強力な反発磁力が発生して運動物体の進行を妨げることを防止できる。
【００３０】
上述した運動状態維持装置ユニットを連続的に配置することにより、運動物体の運動経路と運動形態に応じて、運動状態維持を実現することができる。運動状態維持装置ユニットの連続的な配置の一例として、運動状態維持装置ユニットを直線的に配置するケースや、運動状態維持装置ユニットを円形状に配置するケースが考えられる。
【００３１】
図５に、上述した運動状態維持装置によって運動状態が維持される運動物体の形状の一例を示す。
運動物体１０は磁性を有していることが必要であるが、その形状は特に限定されない。例えば、図５（ａ）にその側面を示すように、先端部１１が半球であってもよく、図５（ｂ）にその側面を示すように、傾斜面１２の先端側に平面１３が形成されている形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、運動物体の運動状態を効果的に持続することが可能な運動状態維持装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る運動状態維持装置ユニットの構成を示す図である。
【図２】図１において矢印で示す方向から見た図である。
【図３】網状体の一例を示す図である。
【図４】一方の磁石の磁極付近を拡大して示す図である。
【図５】運動物体の形状の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  運動状態維持装置ユニット
２、３  磁石
２ａ、２ｃ、３ａ、３ｃ  磁極
２ｂ、３ｂ  接触点
２ｄ、３ｄ  中心軸
４ａ  磁性部材
４ｂ  非磁性部材
４ｃ  穴
５  金属板
５ｄ  中心線
６、７  網状体
６ａ  対向部分
６ｂ  側面
８  板材
１０  運動物体
１１  先端部
１２  傾斜面
１３  平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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